JP2002026982A - Packet switch - Google Patents

Packet switch

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JP2002026982A
JP2002026982A JP2000207050A JP2000207050A JP2002026982A JP 2002026982 A JP2002026982 A JP 2002026982A JP 2000207050 A JP2000207050 A JP 2000207050A JP 2000207050 A JP2000207050 A JP 2000207050A JP 2002026982 A JP2002026982 A JP 2002026982A
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JP
Japan
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packet
time slot
packets
control
control time
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Application number
JP2000207050A
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Japanese (ja)
Inventor
Motoki Saito
基樹 齋藤
Koji Sasayama
浩二 笹山
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize high throughput by suppressing the delay time of a packet switch. SOLUTION: Packet contention control is conducted by using a control time slot in the unit of a fixed length lower than a maximum packet length. When packets are not filled in the control time slot, simultaneous arrivals of packet from input ports are permitted. In the case of containing one packet or more to the control time slot, the packets are contained by taking the priority into account and the packets with higher priority are transferred sequentially.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ルータやイーサネ
ット(登録商標)スイッチ等の可変長パケットを扱うパ
ケット交換方式に適用されるパケットスイッチに係り、
特に空間分割型パケットスイッチにおいて入力側にバッ
ファを有するパケットスイッチにおけるパケット制御方
式およびスイッチ構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a packet switch applied to a packet switching system that handles variable-length packets, such as a router or an Ethernet (registered trademark) switch.
In particular, the present invention relates to a packet control method and a switch configuration in a packet switch having a buffer on an input side in a space division type packet switch.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の仮想出力バッファ型パケットスイ
ッチでは、入力されたパケットは最小パケット長サイズ
のセルに分割されてバッファリングされ、最小パケット
長サイズのセル単位のタイムスロットによる競合制御お
よびスイッチングを行っている。
2. Description of the Related Art In a conventional virtual output buffer type packet switch, an input packet is divided into cells having a minimum packet length size and buffered, and contention control and switching are performed by a time slot of a cell unit having a minimum packet length size. Is going.

【0003】従来の仮想出力バッファ型パケットスイッ
チの構成を図12に示す。FIFOバッファ2−1〜M
は、到着したパケットのヘッダ情報をルーティング情報
制御回路4に送信し、ルーティング情報制御回路4から
のルーティング制御信号に基づいて仮想出力バッファ5
−1−1〜M−Nにパケットを送る回路である。
FIG. 12 shows a configuration of a conventional virtual output buffer type packet switch. FIFO buffers 2-1 to M
Transmits the header information of the arriving packet to the routing information control circuit 4, and based on the routing control signal from the routing information control circuit 4,
It is a circuit for sending a packet to -1-1 to MN.

【0004】ルーティング情報制御回路4は、パケット
のヘッダを解析し、どの出力ポート11−1〜N宛かを
解析し、FIFOバッファ制御回路3−1〜Mにルーテ
ィング制御信号を送信する回路である。
The routing information control circuit 4 analyzes a packet header, analyzes which output port 11-1 to N is addressed, and transmits a routing control signal to the FIFO buffer control circuits 3-1 to M. .

【0005】セル化装置50−1−1〜M−Nは、入力
ポート1−1〜Mに到着した可変長パケットをタイムス
ロット長である最小パケット長サイズのセルに分割する
装置である。
[0005] The cell forming devices 50-1-1 to 50-N are devices that divide variable-length packets arriving at the input ports 1-1 to M into cells having a minimum packet length size, which is a time slot length.

【0006】仮想出力バッファ5−1−1〜M−Nは、
出力ポート11−1〜Nに対応したバッファであり、競
合制御により送信が許可されるまでパケットをバッファ
リングするバッファである。
The virtual output buffers 5-1-1 to M-N are:
Buffers corresponding to the output ports 11-1 to 11-N, which buffer packets until transmission is permitted by contention control.

【0007】仮想出力バッファ制御回路6−1−1〜M
−Nは、仮想出力バッファ5−1−1〜M−N内のパケ
ットを管理して、バッファリングしたパケットの送信を
要求するReq信号をGrant競合制御回路7−1〜
Nに送信し、送信制御回路90−1〜MがGrant信
号を受信したことにより、パケット送信を行う回路であ
る。
Virtual output buffer control circuit 6-1-1 to M
-N manages the packets in the virtual output buffers 5-1-1 to M-N and sends a Req signal requesting the transmission of the buffered packets to the grant contention control circuits 7-1 to 7-1.
The transmission control circuit 90-1 transmits the packet to the N. When the transmission control circuits 90-1 to 90-M receive the grant signal, the packet is transmitted.

【0008】Grant競合制御回路7−1〜Nは、仮
想出力バッファ5−1−1〜M−Nが出力ポート11−
1〜Nにセルを送出するときに、セルの競合が発生した
際に、競合制御を行う回路である。
In the Grant conflict control circuits 7-1 to 7-1N, the virtual output buffers 5-1-1 to MN are connected to the output port 11-.
This is a circuit that performs contention control when a cell contention occurs when cells are transmitted to 1 to N.

【0009】セル分配装置120−1〜Nは、セルヘッ
ダに基づいて、到着したセルを入力ポートに対応したパ
ケット組立バッファ130−1−M〜N−Mに振り分け
る装置である。
[0009] The cell distribution devices 120-1 to 120-N are devices that distribute incoming cells to packet assembling buffers 130-1-M to NM corresponding to input ports based on a cell header.

【0010】パケット組立バッファ130−1−M〜N
−Mは、セルに分割された可変長パケットをパケットに
組み立てるためのバッファである。
[0010] Packet assembling buffers 130-1-M to N
-M is a buffer for assembling variable-length packets divided into cells into packets.

【0011】入力ポート1−1〜Mに到着したパケット
は、FIFOバッファ2−1〜Mにバッファリングさ
れ、FIFOバッファ制御回路3−1〜Mからルーティ
ング情報制御回路4にFIFOバッファ2−1〜Mのパ
ケットのヘッダ情報を送信しルーティング制御を行う。
ルーティング制御の結果をFIFOバッファ制御回路3
−1〜Mに送信し、セル化装置50−1−1〜M−Nに
より最小パケット長(一般に64byte)のセルに分
割してから、セル単位で宛先出力ポート11−1〜Nに
対応した仮想出力バッファ5−1−1〜M−Nにバッフ
ァリングを行う。仮想出力バッファ制御回路6−1−1
〜M−Nは、仮想出力バッファ5−1−1〜M−Nにバ
ッファリングしたパケットの送信を要求するために、仮
想出力バッファ5−1−1〜M−Nの先頭セルのヘッダ
情報を含むReq信号をGrant競合制御回路7−1
〜Nに送信する。
The packets arriving at the input ports 1-1 to M are buffered in the FIFO buffers 2-1 to M, and are sent from the FIFO buffer control circuits 3-1 to M to the routing information control circuit 4 by the FIFO buffers 2-1 to M. The routing control is performed by transmitting the header information of the M packets.
FIFO buffer control circuit 3
-1 to M, divided into cells of the minimum packet length (generally 64 bytes) by the cellifying devices 50-1-1 to MN, and then corresponded to the destination output ports 11-1 to 11-N in cell units. Buffering is performed on the virtual output buffers 5-1-1 to MN. Virtual output buffer control circuit 6-1-1
.. MN include header information of the first cell of the virtual output buffers 5-1-1 to MN in order to request transmission of the packets buffered in the virtual output buffers 5-1-1 to MN. Grant conflict control circuit 7-1
To N.

【0012】Grant競合制御回路7−1〜Nは、競
合制御を行い、競合制御で選択された入力ポート1−1
〜Mの送信制御回路90−1〜Mに対して、Grant
信号を送信する。
The grant conflict control circuits 7-1 to N perform conflict control, and select the input port 1-1 selected by the conflict control.
Granted to the transmission control circuits 90-1 to 90-M
Send a signal.

【0013】Grant競合制御回路7−1〜Nの競合
制御の結果によっては、同一入力ポート1−1〜Mに複
数の出力ポート11−1〜NへのGrant信号が到着
する場合があるため、入力ポート1−1〜Mで一つの仮
想出力バッファ5−1−1〜M−Nのセルを選択する必
要があり、送信制御回路90−1〜Mで選択制御が必要
となる。図13は、文献「McKeown,N.;Izzard,M.;Mekki
ttikul,A.;Ellerstick,W.;Horowitz,M.,"Tiny Tera:a p
acket switch core"IEEE Micro Volume:171,Jan.-Feb.1
997,Page(s):26-33」に提案されているスイッチにおけ
るiSLIPと呼ばれる競合制御方式を表したものであ
る。このとき、1回の制御では出力ポートに空きが発生
してしまう恐れがあるため、最初の制御で選択されなか
った入力ポートは、再度Req信号を送信し、出力が可
能な出力ポートからGrant信号を受け取った場合に
パケットを送信する。このように、スループットを高め
るために、Request処理−Grant処理−ac
cept処理のサイクルを複数回行う。
Depending on the result of the conflict control of the Grant conflict control circuits 7-1 to N, Grant signals to a plurality of output ports 11-1 to 11-N may arrive at the same input port 1-1 to M. It is necessary to select cells of one virtual output buffer 5-1-1 to M-N at the input ports 1-1 to M, and selection control is required at the transmission control circuits 90-1 to 90-M. FIG. 13 shows the document "McKeown, N .; Izzard, M .; Mekki
ttikul, A.; Ellerstick, W.; Horowitz, M., "Tiny Tera: ap
acket switch core "IEEE Micro Volume: 171, Jan.-Feb.1
997, Page (s): 26-33 ", which represents a contention control method called iSLIP in a switch. At this time, since there is a possibility that the output port may be vacant in one control, the input port not selected in the first control transmits the Req signal again, and outputs the Grant signal from the output port capable of outputting. Sends a packet when receiving a packet. As described above, in order to increase the throughput, Request processing-Grant processing-ac
The cycle of the cept process is performed a plurality of times.

【0014】最終的な制御の結果により、スイッチング
ファブリック100を制御し、セルがスイッチングファ
ブリック100に送信され、出力ポート11−1〜Nへ
と送られる。出力ポート11−1〜Nに送られたセルは
パケットに戻す必要があるため、セル分配装置120−
1〜Nに基づいて、パケットを構成している全てのセル
が出力ポートに到着するまで入力ポート対応のパケット
組立バッファ130−1−1〜N−Mにバッファリング
され、パケットを構成する全てのセルが到着次第、パケ
ットに戻し出力される。
According to the result of the final control, the switching fabric 100 is controlled, and the cells are transmitted to the switching fabric 100 and transmitted to the output ports 11-1 to 11-N. Since cells sent to the output ports 11-1 to 11-N need to be returned to packets, the cell distribution device 120-N
1 to N, all the cells constituting the packet are buffered in the packet assembling buffers 130-1-1 to NM corresponding to the input port until all the cells constituting the packet arrive at the output port, and all the cells constituting the packet are As soon as the cell arrives, it is output back to the packet.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のパケ
ットスイッチでは、現在の1Gbps程度のネットワー
クリンク速度を考えると、短いセルに分割して処理を行
う方式においても、1セル転送時間で競合制御を終了す
ることが可能である。しかし、今後、リンク速度が高速
化された場合には、競合制御が1セル時間で行われず有
効スループットが低下したり、制御用として高速なプロ
セッサを用いなければならないという問題がある。
In such a conventional packet switch, considering the current network link speed of about 1 Gbps, even in a system in which processing is performed by dividing cells into short cells, contention control is performed in one cell transfer time. Can be terminated. However, when the link speed is increased in the future, there is a problem that the contention control is not performed in one cell time, the effective throughput is reduced, and a high-speed processor must be used for control.

【0016】また、パケットをセルに分割してスイッチ
ングを行うため、セル分割およびパケット組立てのため
の付加装置が必要になる。
Further, since switching is performed by dividing a packet into cells, an additional device for cell division and packet assembly is required.

【0017】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、高速化を図ることができるパケットスイッチ
を提供することを目的とする。本発明は、構成を簡単化
することができるパケットスイッチを提供することを目
的とする。本発明は、高いスループットを実現すること
ができるパケットスイッチを提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a packet switch capable of achieving high speed. An object of the present invention is to provide a packet switch that can simplify the configuration. An object of the present invention is to provide a packet switch that can realize high throughput.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、入力ポートに
到来するパケットをその宛先の出力ポート毎に振り分け
て一時蓄積する仮想出力バッファと、複数のこの仮想出
力バッファの同一出力ポート宛のパケット送出要求に対
していずれかにパケット送出許可を与える競合制御手段
とを備えたパケットスイッチである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a virtual output buffer for temporarily storing packets arriving at an input port for each output port of the destination, and a plurality of packets addressed to the same output port of the virtual output buffers. The packet switch includes contention control means for granting packet transmission permission to any of the transmission requests.

【0019】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記競合制御手段の制御単位となる固定長の制御タイムス
ロットが設けられ、この制御タイムスロット長は、前記
到来するパケットの最大長よりも長く設定され、前記仮
想出力バッファに蓄積された1以上のパケットをこの制
御タイムスロットに収納する手段を備えたところにあ
る。
Here, a feature of the present invention is that a fixed length control time slot is provided as a control unit of the contention control means, and the control time slot length is longer than the maximum length of the incoming packet. The control time slot is provided with means for storing one or more packets which are set long and stored in the virtual output buffer.

【0020】このように、本発明のパケットスイッチ
は、高速リンク速度下において競合制御が転送における
ボトルネックにならないように、従来の最小パケット長
転送時間を制御タイムスロットとした競合制御に代わ
り、最大パケット長以上の転送時間を制御タイムスロッ
トとして競合制御を行うことを特徴としている。
As described above, the packet switch of the present invention replaces the conventional contention control using the minimum packet length transfer time as the control time slot so that the contention control does not become a bottleneck in the transfer under the high-speed link speed. It is characterized in that contention control is performed using a transfer time longer than the packet length as a control time slot.

【0021】前記制御タイムスロットに収納された前記
1以上のパケットのヘッダ情報に基づき当該制御タイム
スロットのヘッダ情報を生成する手段を備える構成とす
ることが望ましい。
[0021] It is preferable that a means is provided for generating header information of the control time slot based on header information of the one or more packets stored in the control time slot.

【0022】このように、本発明のパケットスイッチ
は、仮想出力バッファ内の複数のパケットについて、1
つの制御タイムスロット内に送信可能な複数のパケット
のヘッダ情報を一つの制御情報として競合制御を行うこ
とができる。これにより、制御タイムスロットを長く設
定したことによる1パケット当りの平均遅延時間を抑え
ることができる。
As described above, the packet switch according to the present invention provides one packet for a plurality of packets in the virtual output buffer.
Contention control can be performed using header information of a plurality of packets that can be transmitted within one control time slot as one control information. As a result, it is possible to suppress the average delay time per packet caused by setting a long control time slot.

【0023】前記仮想出力バッファは、前記到来するパ
ケットをその優先度にしたがって分類してバッファリン
グする手段を備えた構成とすることが望ましい。
Preferably, the virtual output buffer is provided with means for classifying and buffering the incoming packet according to its priority.

【0024】例えば、前記収納する手段は、前記1以上
のパケットをその優先度の高い順番に前記制御タイムス
ロットに収納する手段を備え、前記ヘッダ情報を生成す
る手段は、当該制御タイムスロットに収納された前記1
以上のパケットのパケット長の総和およびその優先度の
平均値が記録されたヘッダ情報を生成する手段を備えた
構成とする。
For example, the storing means includes means for storing the one or more packets in the control time slot in the order of priority, and the means for generating the header information includes the one or more packets stored in the control time slot. Said 1
A means for generating header information in which the sum of the packet lengths of the above packets and the average value of the priorities are recorded is provided.

【0025】これにより、本発明のパケットスイッチ
は、複数のパケットのヘッダ情報を集約して制御情報を
作成する際に、優先度の高いバッファのヘッダ情報から
順に並べることができる。
Thus, the packet switch according to the present invention can arrange the header information of a plurality of packets in order from the header information of the buffer having the highest priority when creating the control information.

【0026】あるいは、前記収納する手段は、前記1以
上のパケットをその優先度毎に個別の前記制御タイムス
ロットに収納する手段を備え、前記ヘッダ情報を生成す
る手段は、当該制御タイムスロットに収納された前記1
以上のパケットのパケット長の総和およびその優先度が
記録されたヘッダ情報を生成する手段を備えた構成とす
ることもできる。
Alternatively, the storing means includes means for storing the one or more packets in the control time slot individually for each priority, and the means for generating the header information includes the means for storing the header information in the control time slot. Said 1
It is also possible to adopt a configuration including means for generating header information in which the sum of the packet lengths of the above packets and their priorities are recorded.

【0027】これにより、本発明のパケットスイッチ
は、複数のパケットのヘッダ情報を集約して制御情報を
作成する際に、優先度毎の制御情報を作成することがで
きる。したがって、優先度の高いパケットを優先度の低
いパケットより先に処理できる。
Thus, the packet switch of the present invention can create control information for each priority when aggregating header information of a plurality of packets to create control information. Therefore, a high-priority packet can be processed before a low-priority packet.

【0028】前記競合制御手段は、既にパケット送出許
可を与えた前記制御タイムスロットに収納された前記1
以上のパケットのパケット長の総和が当該制御タイムス
ロット長未満であるか否かを検出する手段と、この検出
する手段の検出結果が当該制御タイムスロット長未満で
あるときには他のパケット送出要求元の他の制御タイム
スロットに収納された前記1以上のパケットのパケット
長の総和と既にパケット送出許可を与えた前記制御タイ
ムスロットに収容された前記1以上のパケットのパケッ
ト長の総和との和が前記制御タイムスロット長以下とな
る前記他のパケット送出要求元にもパケット送出許可を
与える手段とを備えた構成とすることが望ましい。
[0028] The contention control means may include the one stored in the control time slot to which packet transmission permission has already been given.
Means for detecting whether or not the total of the packet lengths of the above packets is less than the control time slot length; and, when the detection result of the detecting means is less than the control time slot length, the other packet transmission request source The sum of the sum of the packet lengths of the one or more packets accommodated in another control time slot and the sum of the packet lengths of the one or more packets accommodated in the control time slot for which packet transmission permission has already been given is the It is preferable that the apparatus further comprises means for giving packet transmission permission also to the other packet transmission request source having a control time slot length or less.

【0029】これにより、本発明のパケットスイッチ
は、1つの制御タイムスロットで受信可能なパケット長
であれば、複数の入力ポートからのパケットを出力ポー
トが受信できる。これにより、制御タイムスロットを長
く設定したことによる遅延の増加を抑えることができ
る。
Thus, the packet switch of the present invention can receive packets from a plurality of input ports at the output port as long as the packet length can be received in one control time slot. As a result, it is possible to suppress an increase in delay caused by setting a long control time slot.

【0030】このときには、一つの出力ポートに同時に
到着する複数の前記制御タイムスロットを一時蓄積する
手段と、この一時蓄積する手段に蓄積された複数の前記
制御タイムスロットが互いに衝突することなく送出され
るように時間差を設けて送出する手段とを備える構成と
することが望ましい。
In this case, the means for temporarily storing the plurality of control time slots arriving simultaneously at one output port and the plurality of control time slots stored in the means for temporarily storing are transmitted without colliding with each other. It is preferable to provide a means for transmitting the data with a time lag provided.

【0031】あるいは、前記他のパケット送出要求元に
もパケット送出許可を与える手段は、パケット送出許可
を与えた複数のパケット送出要求元に対して複数の前記
制御タイムスロットの送出順序を示す情報を送付する手
段を含み、前記パケット送出要求元は、この送出順序に
したがって前記制御タイムスロットを送出する手段を含
む構成とすることが望ましい。
Alternatively, the means for granting the packet transmission permission to the other packet transmission request source may include information indicating a transmission order of the control time slots to the plurality of packet transmission request sources to which the packet transmission permission has been granted. It is preferable that the packet transmission request source includes means for transmitting the control time slot in accordance with the transmission order.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明実施例のパケットスイッチ
の構成を図1、図3、図5、図7、図8を参照して説明
する。図1は本発明第一実施例のパケットスイッチのブ
ロック構成図である。図3は本発明第三実施例のパケッ
トスイッチの要部ブロック構成図である。図5は本発明
第三実施例のパケット送信フローを説明するための図で
ある。図7は本発明第五実施例の集約されたヘッダの付
与を説明するための図である。図8は本発明第六実施例
の集約されたヘッダの付与を説明するための図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of a packet switch according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 3, 5, 7, and 8. FIG. FIG. 1 is a block diagram of a packet switch according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of a main part of a packet switch according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining a packet transmission flow according to the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram for explaining the addition of an aggregated header according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram for explaining the addition of the aggregated header according to the sixth embodiment of the present invention.

【0033】本発明は、図1に示すように、入力ポート
1−1〜Mに到来するパケットをその宛先の出力ポート
11−1〜N毎に振り分けて一時蓄積する仮想出力バッ
ファ5−1−1〜M−Nと、複数のこの仮想出力バッフ
ァ5−1−1〜M−Nの同一出力ポート宛のパケット送
出要求に対していずれかにパケット送出許可を与えるG
rant競合制御回路7−1〜Nとを備えたパケットス
イッチである。
According to the present invention, as shown in FIG. 1, a virtual output buffer 5-1 for temporarily storing packets arriving at the input ports 1-1 to M for each of the output ports 11-1 to N of the destination is temporarily stored. G that grants packet transmission permission to any one of a plurality of virtual output buffers 5-1-1 to MN for a packet transmission request addressed to the same output port.
This is a packet switch including the runt conflict control circuits 7-1 to N.

【0034】ここで、本発明の特徴とするところは、G
rant競合制御回路7−1〜Nの制御単位となる固定
長の制御タイムスロットが設けられ、この制御タイムス
ロット長は、前記到来するパケットの最大長よりも長く
設定され、仮想出力バッファ5−1−1〜M−Nに蓄積
された1以上のパケットをこの制御タイムスロットに収
納する仮想出力バッファ制御回路6−1−1〜M−Nを
備えたところにある。
Here, the feature of the present invention is that G
A fixed-length control time slot, which is a control unit of the runt contention control circuits 7-1 to 7-1N, is provided. The control time slot length is set longer than the maximum length of the arriving packet. -1 to M-N are provided with virtual output buffer control circuits 6-1-1 to MN for storing one or more packets stored in the control time slot.

【0035】仮想出力バッファ制御回路6−1−1〜M
−Nでは、前記制御タイムスロットに収納された前記1
以上のパケットのヘッダ情報に基づき当該制御タイムス
ロットのヘッダ情報を生成する。
Virtual output buffer control circuit 6-1-1 to M
-N, the one stored in the control time slot
The header information of the control time slot is generated based on the header information of the packet.

【0036】図7に示すように、仮想出力バッファ制御
回路6−1−1〜M−Nは、前記1以上のパケットをそ
の優先度の高い順番に前記制御タイムスロットに収納
し、当該制御タイムスロットに収納された前記1以上の
パケットのパケット長の総和およびその優先度の平均値
が記録されたヘッダ情報を生成する。
As shown in FIG. 7, the virtual output buffer control circuits 6-1-1 to M-N store the one or more packets in the control time slot in the order of higher priority, and Generating header information in which the sum of the packet lengths of the one or more packets stored in the slot and the average value of the priorities are recorded.

【0037】図8に示すように、仮想出力バッファ制御
回路6−1−1〜M−Nは、前記1以上のパケットをそ
の優先度別に前記制御タイムスロットに収納し、当該制
御タイムスロットに収納された前記1以上のパケットの
パケット長の総和およびその優先度が記録されたヘッダ
情報を生成する。
As shown in FIG. 8, the virtual output buffer control circuits 6-1-1 to M-N store the one or more packets in the control time slot according to their priority, and store the packets in the control time slot. Header information in which the sum of the packet lengths of the one or more packets and the priority thereof are recorded.

【0038】図3に示すように、Grant競合制御回
路7−1〜Nは、既にパケット送出許可を与えた前記制
御タイムスロットに収納された前記1以上のパケットの
パケット長の総和が当該制御タイムスロット長未満であ
るか否かを検出し、この検出結果が当該制御タイムスロ
ット長未満であるときには他のパケット送出要求元の他
の制御タイムスロットに収納された前記1以上のパケッ
トのパケット長の総和と既にパケット送出許可を与えた
前記制御タイムスロットに収容された前記1以上のパケ
ットのパケット長の総和との和が前記制御タイムスロッ
ト長以下となる前記他のパケット送出要求元にもパケッ
ト送出許可を与える。
As shown in FIG. 3, the grant contention control circuits 7-1 to N determine the sum of the packet lengths of the one or more packets contained in the control time slot to which the packet transmission permission has already been given, by the control time. It detects whether or not the packet length is shorter than the slot length. If the detection result is shorter than the control time slot length, the packet length of the one or more packets stored in another control time slot of another packet transmission request source is detected. Packet transmission is also performed to the other packet transmission request source in which the sum of the total sum and the total sum of the packet lengths of the one or more packets accommodated in the control time slot for which packet transmission permission has already been granted is equal to or less than the control time slot length. Give permission.

【0039】このとき、一つの出力ポートに同時に到着
する複数の前記制御タイムスロットを一時蓄積するエラ
スティックバッファ14−1〜Nと、このエラスティッ
クバッファ14−1〜Nに蓄積された複数の前記制御タ
イムスロットが互いに衝突することなく送出されるよう
に時間差を設けて送出するエラスティックバッファ制御
回路15−1〜Nとを備える。
At this time, the elastic buffers 14-1 to 14-N for temporarily storing the plurality of control time slots arriving at one output port at the same time, and the plural buffers stored in the elastic buffers 14-1 to 14-N. Elastic buffer control circuits 15-1 to 15-N for transmitting the control time slots with a time difference so that they are transmitted without colliding with each other.

【0040】あるいは、図5に示すように、Grant
競合制御回路7−1〜Nは、パケット送出許可を与えた
複数のパケット送出要求元に対して複数の前記制御タイ
ムスロットの送出順序を示す情報を送付し、前記パケッ
ト送出要求元の仮想出力バッファ制御回路6−1−1〜
M−Nは、この送出順序にしたがって前記制御タイムス
ロットを送出する。以下では、本発明実施例をさらに詳
細に説明する。
Alternatively, as shown in FIG.
The contention control circuits 7-1 to N send information indicating the transmission order of the control time slots to a plurality of packet transmission request sources to which packet transmission permission has been given, and a virtual output buffer of the packet transmission request source. Control circuit 6-1-1
The MN transmits the control time slot according to the transmission order. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.

【0041】(第一実施例)以下では、本発明第一実施
例を説明する。「K.Sasayama,Y.Yamada,K.Habara,and
K.Yukimatsu,"FRONTIERNET:frequency-routing-type ti
me-division interconnection network,"IEEE J.Lightw
ave Technol.,vol.15,no.3,pp.417-429,March1997」に
提案されているように、スイッチングファブリックに波
長ルータを有するパケットスイッチがある。波長ルータ
を用いたスイッチ構成を利用し、仮想出力バッファを用
いたパケットスイッチ構成を図1に示す。
(First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. `` K.Sasayama, Y.Yamada, K.Habara, and
K.Yukimatsu, "FRONTIERNET: frequency-routing-type ti
me-division interconnection network, "IEEE J. Lightw
ave Technol., vol. 15, no. 3, pp. 417-429, March 1997, there is a packet switch having a wavelength router in the switching fabric. FIG. 1 shows a packet switch configuration using a virtual output buffer using a switch configuration using a wavelength router.

【0042】固定波長光源8−1−1〜M−Nは、電気
信号に特定の波長を割り当てる光源である。合波器9−
1〜Mは、複数の異なる波長を1本に束ねる装置であ
る。波長ルータ10は、入力された光パケットを波長に
基づいて出力するデバイスである。分波器12−1〜N
は、束ねられた複数の波長を有した光を個々の波長に分
離する装置である。受光器13−1−1〜N−Mは、光
信号を電気信号に変換する装置である。エラスティック
バッファ14−1〜Nは、出力ポート11−1〜Nに到
着したパケットを出力回線に送信するまでバッファリン
グするためのバッファである。
The fixed wavelength light sources 8-1-1 to M-N are light sources that assign a specific wavelength to an electric signal. Multiplexer 9-
1 to M are devices for bundling a plurality of different wavelengths into one. The wavelength router 10 is a device that outputs an input optical packet based on a wavelength. Demultiplexers 12-1 to N
Is a device for separating bundled light having a plurality of wavelengths into individual wavelengths. The light receivers 13-1-1 to NM are devices that convert an optical signal into an electric signal. The elastic buffers 14-1 to 14-N are buffers for buffering packets arriving at the output ports 11-1 to 11-N until they are transmitted to the output line.

【0043】エラスティックバッファ制御回路15−1
〜Nは、エラスティックバッファ14−1〜Nにバッフ
ァリングされているパケットの送信を制御するための回
路である。
Elastic buffer control circuit 15-1
N is a circuit for controlling transmission of packets buffered in the elastic buffers 14-1 to 14-N.

【0044】入力ポート1−Mに到着したパケットは、
いったん、FIFOバッファ2−1〜Mにバッファリン
グされ、FIFOバッファ制御回路3−1〜Mからルー
ティング情報制御回路4にFIFOバッファ2−1〜M
のパケットのヘッダ情報を送信しルーティング制御を行
う。ルーティング制御の結果をFIFOバッファ制御回
路3−1〜Mに送信し、その情報を基に、仮想出力バッ
ファ5−1−1〜M−Nにバッファリングを行う。仮想
出力バッファ5−1−1〜M−N内のパケットの情報を
仮想出力バッファ制御回路6−1−1〜M−NからGr
ant競合制御回路7−1〜Nに送信して競合制御を行
い、競合制御で選択された入力ポート1−1〜Mの仮想
出力バッファ制御回路6−1−1〜M−Nに対してGr
ant信号を送信する。
The packet arriving at the input port 1-M is
Once buffered in the FIFO buffers 2-1 to M, the FIFO buffers 2-1 to M transmit the FIFO buffers 2-1 to M to the routing information control circuit 4.
The header information of the packet is transmitted to perform routing control. The result of the routing control is transmitted to the FIFO buffer control circuits 3-1 to M, and based on the information, buffering is performed in the virtual output buffers 5-1-1 to M-N. The information of the packets in the virtual output buffers 5-1-1 to M-N is transferred from the virtual output buffer control circuits 6-1-1 to M-N to Gr.
Ant is transmitted to the contention control circuits 7-1 to N to perform contention control, and Gr is provided to the virtual output buffer control circuits 6-1-1 to M-N of the input ports 1-1 to M selected by the contention control.
Transmit the ant signal.

【0045】ここで、仮想出力バッファ5−1−1〜M
−NからGrant競合制御回路7−1〜NへReq信
号を送信する際に、最大パケット長より長い固定長単位
のタイムスロットによる競合制御およびスイッチングを
行う。最大パケット長とは、例えばEthernet
(登録商標)では、1526byteのことである。
Here, the virtual output buffers 5-1-1 to M
When transmitting the Req signal from −N to the Grant contention control circuits 7-1 to 7-1N, contention control and switching are performed using a fixed-length unit time slot longer than the maximum packet length. The maximum packet length is, for example, Ethernet
(Registered trademark) means 1526 bytes.

【0046】固定波長光源8−1−1〜M−Nで出力ポ
ート11−1〜Nに対応した固定波長を割当て、入力ポ
ート1−1〜Mから送り出す際に、複数の波長を合波器
9−1〜Mより多重化し、波長ルータ10に送信する。
波長多重された出力ポート11−1〜Nに到着した光パ
ケットを分波器12−1〜Mで分波し、受光器13−1
−1〜M−Nで電気パケットに変換し、タイミングを調
整するためのエラスティックバッファ14−1〜Nにバ
ッファリングしてエラスティックバッファ制御回路15
−1〜Nに基づいて出力する。
The fixed wavelength light sources 8-1-1 to M-N assign fixed wavelengths corresponding to the output ports 11-1 to 11-N, and when sending out from the input ports 1-1 to M, a plurality of wavelengths are combined. Multiplexed from 9-1 to M and transmitted to the wavelength router 10.
The optical packets arriving at the wavelength-multiplexed output ports 11-1 to 11-N are demultiplexed by the demultiplexers 12-1 to M and received by the photodetector 13-1.
-1 to M-N, and converts them into electric packets, and buffers them in elastic buffers 14-1 to 14-N for adjusting the timing, thereby controlling the elastic buffer control circuit 15.
Output based on -1 to N.

【0047】本実施例は、波長ルータを用いた例で説明
したが、従来の技術で説明したスイッチングファブリッ
クを用いた場合も同様となる。
Although the present embodiment has been described using an example using a wavelength router, the same applies to a case where a switching fabric described in the related art is used.

【0048】文献「McKeown,N.;Izzard,M.;Mekkittiku
l,A.;Ellersick,W.;Horowitz,M.;"Tiny Tera:a packet
switch core"IEEE Micro Volume:171,Jan.-Feb.1997,Pa
ge(s):26-33」に提案されている従来技術は、図6
(a)にあるように最小パケット長を制御タイムスロッ
トとして図2のような競合制御を行っている。文献の制
御においては、9cycleで制御を終了するアルゴリ
ズムとなっている。同様のアルゴリズムを提案パケット
スイッチで採用した場合には、プロセッサの必要動作周
波数比較を行う。次に示す表1は、Ethernetの
最小パケット長と最大パケット長について、10Gbp
s、40Gbpsのリンク速度の場合の転送時間と必要
プロセッサの動作周波数を示している。
Reference: McKeown, N .; Izzard, M .; Mekkittiku
l, A.; Ellersick, W.; Horowitz, M.; "Tiny Tera: a packet
switch core "IEEE Micro Volume: 171, Jan.-Feb.1997, Pa
ge (s): 26-33 ”is shown in FIG.
As shown in (a), contention control as shown in FIG. 2 is performed using the minimum packet length as a control time slot. In the control of the literature, the algorithm is to end the control in 9 cycles. When a similar algorithm is employed in the proposed packet switch, the required operating frequencies of the processors are compared. Table 1 below shows the minimum packet length and maximum packet length of Ethernet at 10 Gbp.
s, the transfer time and the required processor operating frequency for a link speed of 40 Gbps.

【0049】[0049]

【表1】 本発明の最大パケット長よりも長い固定長単位のタイム
スロットによる競合制御方式を用いた場合には、非常に
遅い動作周波数のプロセッサで制御回路を構成すること
が可能である。すなわち、同じ動作周波数のプロセッサ
を用いた場合は、優先制御等のより複雑な競合制御アル
ゴリズムを実装することが可能である。
[Table 1] When the contention control method using a fixed-length unit time slot longer than the maximum packet length of the present invention is used, it is possible to configure the control circuit with a processor having an extremely low operating frequency. That is, when processors having the same operating frequency are used, it is possible to implement a more complicated contention control algorithm such as priority control.

【0050】(第二実施例)以下、本発明第二実施例を
説明する。図2にあるように、複数の入力ポート上の仮
想出力バッファ(VOQ)からリクエスト(Req.)
信号を受け取ったGrant競合制御回路は、競合制御
により特定のポートを選択して送信を許可するGran
t信号を該当する入力ポートに送信している。従来の方
式では最小パケット長サイズのセル単位のタイムスロッ
トにより競合制御を行っているため、1回の競合制御で
選択される入力ポートは1ポートであった。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 2, requests (Req.) Are sent from virtual output buffers (VOQ) on a plurality of input ports.
The Grant contention control circuit that has received the signal selects a specific port by contention control and grants a Grant.
The t signal is transmitted to the corresponding input port. In the conventional method, contention control is performed using a time slot in the unit of a cell having a minimum packet length size. Therefore, one input port is selected by one contention control.

【0051】本発明の方式では、最大パケット長よりも
長い固定長単位の制御タイムスロットにより競合制御を
行うため、1つの制御タイムスロットに1パケットの転
送方式では短いパケットが多い場合に、出力ポートの空
き時間が発生してしまい、遅延時間が増えてしまうが、
制御によって1つの制御タイムスロットに複数の入力ポ
ートからのパケットを出力ポートが受け取れるようにす
ることにより、遅延時間を減らし、スイッチ帯域を有効
的に利用することが可能になる。
In the method of the present invention, contention control is performed using a control time slot of a fixed length unit longer than the maximum packet length. Therefore, when there are many short packets in the transfer method of one packet in one control time slot, the output port Although the free time occurs and the delay time increases,
By allowing the output port to receive packets from a plurality of input ports in one control time slot by control, the delay time can be reduced and the switch bandwidth can be used effectively.

【0052】このスイッチ構成の場合には、Grant
信号を送信する方法として二通りが考えられる。第二実
施例は、出力ポートにも送信を制御するための信号を送
信し、選択した複数の入力ポート1−1〜Mには簡易な
Grant信号を送信し、出力エラスティックバッファ
14に選択した入力ポート1−1〜Mの順番を送信する
構成である。
In the case of this switch configuration, Grant
There are two ways to transmit a signal. In the second embodiment, a signal for controlling transmission is also transmitted to an output port, a simple Grant signal is transmitted to a plurality of selected input ports 1-1 to M, and the output elastic buffer 14 is selected. This is a configuration for transmitting the order of the input ports 1-1 to M.

【0053】第二実施例を図1および図3を参照して説
明する。図1はスイッチの構成を、図3は図1の構成に
おけるGrant信号のフォーマットとパケットの送信
フローを表している。この場合には、出力ポートに同時
にパケットが到着することがあり、波長ルータ10によ
って多重されたパケットを分波するための分波器12−
1〜Nと各入力ポート1−1〜Mに対応した受光器13
−1−1〜N−Mおよび受光器13−1−1〜N−Mに
より電気に変換されたパケットを送信されるまでバッフ
ァリングを行うエラスティックバッファ14−1〜N、
エラスティックバッファ14−1〜Nからパケットを送
信するための送信制御を行うエラスティックバッファ制
御回路15−1〜Nが必要となる。
A second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a configuration of a switch, and FIG. 3 shows a format of a grant signal and a packet transmission flow in the configuration of FIG. In this case, the packet may arrive at the output port at the same time, and the duplexer 12-for demultiplexing the packet multiplexed by the wavelength router 10 may be used.
1 to N and light receiver 13 corresponding to each input port 1-1 to M
Elastic buffers 14-1 to 14-N for performing buffering until packets converted into electricity by -1-1-1 to NM and optical receivers 13-1-1 to NM are transmitted;
Elastic buffer control circuits 15-1 to 15-N for performing transmission control for transmitting packets from the elastic buffers 14-1 to 14-N are required.

【0054】しかし、Grant競合制御回路7−1〜
Nが入力ポート1−1〜Mの仮想出力バッファ制御回路
6−1〜Nに送信する制御信号は、Ack、Nack情
報のみを有していれば良いためGrant信号は選択さ
れた入力ポート番号を持っていればよい。また、入力ポ
ート1−1〜Mの仮想出力バッファ制御回路6−1−1
〜M−Nは、Grant信号が到着次第、仮想出力バッ
ファ5−1−1〜N−M内のパケットの送信を行えば良
く、タイミング情報のような複雑な情報の処理が存在し
ないため、仮想出力バッファ制御回路6−1−1〜M−
Nを簡略化することが可能である。
However, the grant conflict control circuits 7-1 to 7-1
The control signal that N transmits to the virtual output buffer control circuits 6-1 to N of the input ports 1-1 to M need only have the Ack and Nack information, so the Grant signal indicates the selected input port number. You only need to have it. Also, the virtual output buffer control circuit 6-1-1 of the input ports 1-1 to M
-M-N can transmit the packets in the virtual output buffers 5-1-1 to NM as soon as the Grant signal arrives, and there is no processing of complicated information such as timing information. Output buffer control circuits 6-1-1 to M-
N can be simplified.

【0055】(第三実施例)以下では、本発明第三実施
例を図4および図5を参照して説明する。図4はスイッ
チの構成を、図5は図4の構成におけるGrant信号
のフォーマットとパケットの送信フローを表している。
第三実施例では、選択された入力ポート1−1〜Mに対
して、どのタイミングで送信すればよいかをGrant
信号に乗せて送信する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows a switch configuration, and FIG. 5 shows a grant signal format and a packet transmission flow in the configuration of FIG.
In the third embodiment, the timing at which transmission should be performed to the selected input ports 1-1 to M is determined by Grant.
Transmit it on a signal.

【0056】このように、Grant信号が送信タイミ
ング情報を有している場合は、Ack、Nack以外に
タイミング情報を持つために複雑な信号となり、入力ポ
ート1−1〜Mの仮想出力バッファ制御回路6−1−1
〜M−Nが、その信号をもとにタイミングを調整して送
信を行うため、回路が複雑になるが、仮想出力バッファ
制御回路6−1−1〜M−Nによって、出力ポート11
−1〜Nに到着するパケットが、あるタイミングにおい
ては1パケットしか存在しないように制御されるため、
受光器13−1−1〜N−Mを1つ配置するだけでよ
い。
As described above, when the Grant signal has the transmission timing information, the signal becomes complicated because it has the timing information in addition to Ack and Nack, and the virtual output buffer control circuit of the input ports 1-1 to M is provided. 6-1-1
To MN perform transmission by adjusting the timing based on the signal, the circuit becomes complicated, but the output port 11 is controlled by the virtual output buffer control circuits 6-1-1 to M-N.
Since packets arriving at −1 to N are controlled so that only one packet exists at a certain timing,
It is only necessary to arrange one photodetector 13-1-1 to NM.

【0057】(第四実施例)以下では、本発明第四実施
例を説明する。従来は、図6(a)にあるように、パケ
ットが到着するとセル化装置によりセルに分割され仮想
出力バッファにバッファリングされていた。セル単位で
の制御には高速性が求められるため制御を複雑化するこ
とが難しかったり、複雑な制御をさせようとすると高速
なプロセッサを用いる必要がある。また、出力でセルを
パケットに組み立てる必要があるため、パケット組立用
バッファをおく必要があった。さらに、パケットを複数
のセルに分割するため、各セルに新たに識別用のヘッダ
を付与しなければならず、オーバーヘッドが増えてしま
うおそれがある。
(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention will be described below. Conventionally, as shown in FIG. 6 (a), when a packet arrives, it is divided into cells by a cellizer and buffered in a virtual output buffer. Since high-speed control is required for cell-by-cell control, it is difficult to complicate the control, and a high-speed processor must be used to perform complicated control. In addition, it is necessary to assemble the cells into packets at the output, so that it is necessary to provide a packet assembling buffer. Furthermore, since a packet is divided into a plurality of cells, a new header for identification must be added to each cell, which may increase overhead.

【0058】本発明の方式では、図6(b)にあるよう
に、到着したパケットはパケット単位で仮想出力バッフ
ァに管理される。その際に、仮想出力バッファ内に複数
のパケットがバッファリングされている場合には、1つ
の制御タイムスロットで送信可能な複数のパケットのヘ
ッダ情報を集約し、その情報を含むReq信号を作成
し、それを用いて競合制御を行う。
In the method of the present invention, as shown in FIG. 6B, the arriving packet is managed in the virtual output buffer in packet units. At this time, when a plurality of packets are buffered in the virtual output buffer, header information of a plurality of packets that can be transmitted in one control time slot is aggregated, and a Req signal including the information is created. , And performs competitive control by using it.

【0059】複数のパケットの制御を一括で行うため、
1パケットの平均遅延時間を抑えることが可能であり、
従来構成におけるセル分割方式に関わる余計なオーバー
ヘッドの問題を解決することができる。
In order to control a plurality of packets at once,
It is possible to reduce the average delay time of one packet,
It is possible to solve the problem of unnecessary overhead relating to the cell division scheme in the conventional configuration.

【0060】なお、仮想出力バッファ制御回路は、Gr
ant競合制御回路に対して、一定間隔でReq信号を
送信するため、前のReq信号が送信されてから次のR
eq信号が送信されるまでの間にバッファリングされた
パケットのヘッダ情報が集約され、それらをひとまとま
りとして競合制御が行われる。
The virtual output buffer control circuit is Gr
Since the Req signal is transmitted to the ant contention control circuit at regular intervals, the next Rq signal is transmitted after the previous Req signal is transmitted.
The header information of the packets buffered before the transmission of the eq signal is aggregated, and the packets are collectively subjected to contention control.

【0061】(第五実施例)以下では、本発明第五実施
例を説明する。本発明第五実施例では、図7にあるよう
に、仮想出力バッファ内に、複数の優先度毎にパケット
を管理する機能を持たせる。図7は優先度が三つ有る場
合の例である。ここではタイムスロット長を1536b
yteとする。パケットは仮想出力バッファにバッファ
リングされる際に、ソーティングが行われる。この構成
の例として、仮想出力バッファがさらに優先度毎のバッ
ファを有している場合を考える。入力ポートに到着した
パケットは宛先と優先度に対応したバッファにバッファ
リングされる。仮想出力バッファ制御回路は、各優先度
バッファについての情報を管理している。また、優先度
バッファ内はFIFOでバッファリングされるものとす
る。
(Fifth Embodiment) Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the virtual output buffer has a function of managing packets for each of a plurality of priorities. FIG. 7 shows an example in which there are three priorities. Here, the time slot length is 1536b
yte. Sorting is performed when packets are buffered in a virtual output buffer. As an example of this configuration, consider the case where the virtual output buffer further has a buffer for each priority. The packet arriving at the input port is buffered in a buffer corresponding to the destination and the priority. The virtual output buffer control circuit manages information about each priority buffer. The priority buffer is buffered by FIFO.

【0062】最大パケット長以上の制御タイムスロット
で送信可能な複数のパケットのヘッダ情報を集約する際
に、優先度の高いバッファのパケット情報から順にヘッ
ダ集約を行う(図7(a)−(c))。上位の優先度バ
ッファ内のパケットでタイムスロットが満たされず、下
位の優先度バッファ内のパケットが送信可能であれば、
上位の優先度パケットの後に下位の優先度パケットの情
報が入るようにヘッダ情報を集約する(図7(a),
(c))。入力ポートに、後から到着したパケットであ
っても、優先度が高ければ先に到着している優先度の低
いパケットよりも先に処理することが可能である。ここ
で集約された制御情報には、複数のパケット長の総和
と、集約された優先度として各優先度のパケット長加重
平均が記載されている。
When aggregating header information of a plurality of packets that can be transmitted in a control time slot longer than the maximum packet length, header aggregation is performed in order from the packet information of the buffer having the highest priority (FIG. 7 (a)-(c)). )). If the time slot is not filled with the packet in the higher priority buffer and the packet in the lower priority buffer can be transmitted,
The header information is aggregated so that the information of the lower priority packet comes after the higher priority packet (FIG. 7A,
(C)). Even if a packet arrives at the input port later, it can be processed earlier than a lower priority packet arriving earlier if the priority is higher. The control information collected here describes the sum total of a plurality of packet lengths and the packet length weighted average of each priority as the collected priority.

【0063】FIFOバッファでは入力に到着した個々
のパケットの優先度までは見ないため、非常に高速な転
送を要求されるパケットや遅延時間をある程度許容する
パケット等が到着順に処理されてしまい、パケット個々
の要求を満たすことができないが、第五実施例の構成で
は入力順で優先度順にパケットが並べ替えられるので、
高機能なパケット処理が可能である。
Since the FIFO buffer does not look at the priority of individual packets arriving at the input, packets that require extremely high-speed transfer and packets that allow a certain delay time are processed in the order of arrival. Although individual requests cannot be satisfied, in the configuration of the fifth embodiment, packets are rearranged in the order of priority in the order of input.
Advanced packet processing is possible.

【0064】(第六実施例)以下では、本発明第六実施
例を説明する。図8にあるように、仮想出力バッファ内
に、複数の優先度毎にパケットを管理する機能を持たせ
る。図8は優先度が三つ有る場合の例である。ここでは
タイムスロット長を1536byteとする。パケット
は仮想出力バッファにバッファリングされる際に、ソー
ティングが行われる。この構成の例として、仮想出力バ
ッファがさらに優先度毎のバッファを有している場合に
は、入力ポートに到着したパケットは宛先と優先度に対
応したバッファにバッファリングされる。仮想出力バッ
ファ制御回路は、各優先度バッファについての情報を管
理している。また、優先度バッファ内はFIFOでバッ
ファリングされるものとする。
(Sixth Embodiment) Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, the virtual output buffer has a function of managing packets for each of a plurality of priorities. FIG. 8 shows an example in which there are three priorities. Here, the time slot length is 1536 bytes. Sorting is performed when packets are buffered in a virtual output buffer. As an example of this configuration, when the virtual output buffer further has a buffer for each priority, the packet arriving at the input port is buffered in a buffer corresponding to the destination and the priority. The virtual output buffer control circuit manages information about each priority buffer. The priority buffer is buffered by FIFO.

【0065】最大パケット長以上の制御タイムスロット
で送信可能な複数のパケットのヘッダ情報を集約する際
に、優先度の高いバッファのパケット情報から順にヘッ
ダ集約を行う(図8(a)−(c))。このとき、同一
の優先度バッファ内にバッファリングされているパケッ
トの情報のみの制御情報を作成し、同一仮想出力バッフ
ァ内であっても、優先度の異なるパケットについては、
制御情報を集約しない。また、その制御情報は優先度毎
であり、集約された優先度はCoSで設定される特定の
値である。
When aggregating header information of a plurality of packets that can be transmitted in a control time slot longer than the maximum packet length, the headers are aggregated in order from the packet information of the buffer with the highest priority (FIG. 8 (a)-(c)). )). At this time, control information of only information of the packets buffered in the same priority buffer is created, and even in the same virtual output buffer, packets of different priorities are created.
Does not aggregate control information. The control information is for each priority, and the aggregated priority is a specific value set by CoS.

【0066】これにより、複数の入力ポートが選択され
た場合には、ある入力ポートの優先度の低いパケットが
他の入力ポートの優先度の高いパケットよりも先にリン
クに出力されることがなくなり、高負荷時においても、
個々のパケットの優先度に応じて厳密にパケット処理を
実現できる。
Thus, when a plurality of input ports are selected, a low-priority packet of one input port is not output to a link before a high-priority packet of another input port. , Even under high load,
Packet processing can be strictly implemented according to the priority of each packet.

【0067】(実施例まとめ)図9(a)の例は、1つ
の制御タイムスロットに複数のパケットを特定の入力ポ
ートから送信することが可能であるが、異なる入力ポー
トからのパケットは違う制御タイムスロットで送信され
る。図9(b)の例は、特定の入力ポートについて1つ
の制御タイムスロットにおいて、優先度順にパケット送
信が可能である。図9(c)の例は、1つの制御タイム
スロットに、特定の入力ポートからは一つの優先度のパ
ケット送信を行う。
(Summary of Embodiment) In the example of FIG. 9A, a plurality of packets can be transmitted from a specific input port in one control time slot. Sent in time slots. In the example of FIG. 9B, packets can be transmitted in priority order in one control time slot for a specific input port. In the example of FIG. 9C, a packet of one priority is transmitted from a specific input port in one control time slot.

【0068】図10(a)の例は、1つの制御タイムス
ロットに複数のパケットを特定の入力ポートから送信す
ることが可能であり、また、異なる入力ポートからのパ
ケットについても、1つの制御タイムスロットで送信可
能な分については送信を行う。これにより、図9(a)
のときには1つの制御タイムスロット待たなければ送信
できなかったパケットを、送信することが可能となり、
遅延時間を抑えることができる。図10(b)の例は、
図10(a)と同様に、遅延時間を抑えることが可能で
あり、特定の入力ポートについては、優先度を満たして
送信することが可能である。図10(c)の例は、複数
の入力ポートにまたがって、優先度を満たした送信が可
能となり、図10(b)のように、他の入力ポートの優
先度の低いパケットの方が、優先度の高いパケットより
も先に処理される状態を防ぐことができる。
In the example of FIG. 10A, a plurality of packets can be transmitted from a specific input port to one control time slot, and one control time slot can be transmitted for packets from different input ports. Transmission is performed for the portion that can be transmitted in the slot. As a result, FIG.
In the case of, a packet that could not be transmitted without waiting for one control time slot can be transmitted,
Delay time can be reduced. The example of FIG.
As in FIG. 10A, the delay time can be reduced, and a specific input port can be transmitted while satisfying the priority. In the example of FIG. 10C, transmission satisfying the priority can be performed over a plurality of input ports, and as shown in FIG. It is possible to prevent a state in which the packet is processed before a packet having a higher priority.

【0069】図11に制御タイムスロットを最大パケッ
ト長以上として処理を行った場合と、出力バッファ型パ
ケットスイッチにおける競合制御処理についての比較シ
ミュレーションを示す。発生パケット長を固定長530
byte、パケット発生分布を指数分布としてシミュレ
ーションを行った。このとき、本発明の方式では、15
90byteがタイムスロットである。また、優先度
(High:Low)は(1:9)とした。ただし、競
合制御時間にかかる時間は考慮していない。
FIG. 11 shows a comparison simulation between the case where the control time slot is set to be equal to or longer than the maximum packet length and the contention control process in the output buffer type packet switch. Generated packet length is fixed length 530
A simulation was performed using the byte and packet generation distributions as exponential distributions. At this time, in the method of the present invention, 15
90 bytes are time slots. The priority (High: Low) was set to (1: 9). However, the time required for the contention control time is not considered.

【0070】本発明の最大パケット長転送時間よりも長
いタイムスロットで競合制御処理を行うパケットスイッ
チの場合には、負荷にかかわらず、高い優先度パケット
に対して、遅延時間を減少させることが可能であること
が示されている。
In the case of a packet switch that performs contention control processing in a time slot longer than the maximum packet length transfer time of the present invention, it is possible to reduce the delay time for high priority packets regardless of the load. It is shown that

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パケット競合制御を最大パケット長よりも長い固定長単
位の制御タイムスロットにより行うことにより、競合制
御は当該制御タイムスロット長での処理となり高速化を
期待できる。また、パケットをセルに分割することがな
いので、セル組立用のバッファを持つ必要がない。さら
に、ある制御タイミングにおいて複数の入力ポートから
のパケットの同時到着を許す構成であるため、例え制御
タイムスロット内にパケットが満たされていない場合で
あっても、遅延時間を抑え、高いスループットを実現す
ることが可能である。
As described above, according to the present invention,
By performing the packet contention control using a fixed length unit control time slot longer than the maximum packet length, the contention control is performed using the control time slot length, and high speed can be expected. Further, since packets are not divided into cells, there is no need to have a buffer for cell assembly. Furthermore, because the configuration allows simultaneous arrival of packets from multiple input ports at a certain control timing, even if packets are not filled in the control time slot, delay time is suppressed and high throughput is realized. It is possible to

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第一実施例のパケットスイッチのブロッ
ク構成図。
FIG. 1 is a block diagram of a packet switch according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の競合制御動作を説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining a conflict control operation of the present invention.

【図3】本発明第二実施例のパケットスイッチの要部ブ
ロック構成図。
FIG. 3 is a block diagram of a main part of a packet switch according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明第三実施例のパケットスイッチの要部ブ
ロック構成図。
FIG. 4 is a block diagram of a main part of a packet switch according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明第三実施例のパケット送信フローを説明
するための図。
FIG. 5 is a diagram for explaining a packet transmission flow according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明第四実施例のバッファ処理を説明するた
めの図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a buffer process according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明第五実施例の集約されたヘッダの付与を
説明するための図。
FIG. 7 is a diagram for explaining the addition of an aggregated header according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明第六実施例の集約されたヘッダの付与を
説明するための図。
FIG. 8 is a diagram for explaining the addition of an aggregated header according to a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明のパケットスイッチによるパケット送信
フローを説明するための図。
FIG. 9 is a diagram for explaining a packet transmission flow by the packet switch of the present invention.

【図10】本発明のパケットスイッチによるパケット送
信フローを説明するための図。
FIG. 10 is a diagram for explaining a packet transmission flow by the packet switch of the present invention.

【図11】従来例と本発明とを比較したバッファリング
遅延時間のシミュレーション結果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a simulation result of a buffering delay time comparing a conventional example with the present invention.

【図12】従来のパケットスイッチのブロック構成図。FIG. 12 is a block diagram of a conventional packet switch.

【図13】従来のパケットスイッチの競合制御アルゴリ
ズムを説明するための図。
FIG. 13 is a diagram for explaining a conventional packet switch contention control algorithm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1〜M 入力ポート 2−1−1〜M−N FIFOバッファ 3−1−1〜M−N FIFOバッファ制御回路 4 ルーティング情報制御回路 5−1−1〜M−N 仮想出力バッファ 6−1−1〜M−N 仮想出力バッファ制御回路 7−1〜N Grant競合制御回路 8−1−1〜M−N 固定波長光源 9−1〜M 合波器 10 波長ルータ 11−1〜N 出力ポート 12−1〜N 分波器 13−1−1〜N−M 受光器 14−1〜N エラスティックバッファ 15−1〜N エラスティックバッファ制御回路 50−1−1〜M−N セル化装置 90−1〜M 送信制御回路 100 スイッチングファブリック 120−1〜N セル分配装置 130−1−1〜N−M パケット組立バッファ 1-1 to M input port 2-1-1 to M-N FIFO buffer 3-1-1 to M-N FIFO buffer control circuit 4 routing information control circuit 5-1-1 to M-N virtual output buffer 6- 1-1 to MN Virtual output buffer control circuit 7-1 to N Grant competition control circuit 8-1-1 to MN Fixed wavelength light source 9-1 to M multiplexer 10 Wavelength router 11-1 to N output Ports 12-1 to N Demultiplexer 13-1-1 to NM Receiver 14-1 to N Elastic buffer 15-1 to N Elastic buffer control circuit 50-1-1 to MN Cellular device 90-1 to M Transmission control circuit 100 Switching fabric 120-1 to N cell distribution device 130-1-1 to NM Packet assembly buffer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力ポートに到来するパケットをその宛
先の出力ポート毎に振り分けて一時蓄積する仮想出力バ
ッファと、複数のこの仮想出力バッファの同一出力ポー
ト宛のパケット送出要求に対していずれかにパケット送
出許可を与える競合制御手段とを備えたパケットスイッ
チにおいて、 前記競合制御手段の制御単位となる固定長の制御タイム
スロットが設けられ、 この制御タイムスロット長は、前記到来するパケットの
最大長よりも長く設定され、 前記仮想出力バッファに蓄積された1以上のパケットを
この制御タイムスロットに収納する手段を備えたことを
特徴とするパケットスイッチ。
1. A virtual output buffer for temporarily storing a packet arriving at an input port for each output port of the destination and temporarily storing the packet in response to a packet transmission request addressed to the same output port of the plurality of virtual output buffers. A contention control means for granting packet transmission permission, wherein a fixed length control time slot is provided as a control unit of the contention control means, and the control time slot length is larger than the maximum length of the arriving packet. A packet switch comprising: means for storing one or more packets stored in the virtual output buffer in the control time slot.
【請求項2】 前記制御タイムスロットに収納された前
記1以上のパケットのヘッダ情報に基づき当該制御タイ
ムスロットのヘッダ情報を生成する手段を備えた請求項
1記載のパケットスイッチ。
2. The packet switch according to claim 1, further comprising means for generating header information of the control time slot based on header information of the one or more packets stored in the control time slot.
【請求項3】 前記収納する手段は、前記1以上のパケ
ットをその優先度の高い順番に前記制御タイムスロット
に収納する手段を備え、 前記ヘッダ情報を生成する手段は、当該制御タイムスロ
ットに収納された前記1以上のパケットのパケット長の
総和およびその優先度の平均値が記録されたヘッダ情報
を生成する手段を備えた請求項1または2記載のパケッ
トスイッチ。
3. The storing means includes means for storing the one or more packets in the control time slot in the order of priority, and the means for generating header information stores the one or more packets in the control time slot. 3. The packet switch according to claim 1, further comprising means for generating header information in which a sum of packet lengths of the one or more packets and an average value of the priorities are recorded.
【請求項4】 前記収納する手段は、前記1以上のパケ
ットをその優先度別に分類して収納する手段を備え、 前記ヘッダ情報を生成する手段は、当該制御タイムスロ
ットに収納された前記1以上のパケットのパケット長の
総和およびその優先度が記録されたヘッダ情報を生成す
る手段を備えた請求項1または2記載のパケットスイッ
チ。
4. The storing means comprises means for storing the one or more packets classified according to their priority, and the means for generating the header information includes the one or more packets stored in the control time slot. 3. The packet switch according to claim 1, further comprising means for generating header information in which the sum of the packet lengths of the packets and the priority thereof are recorded.
【請求項5】 前記競合制御手段は、 既にパケット送出許可を与えた前記制御タイムスロット
に収納された前記1以上のパケットのパケット長の総和
が当該制御タイムスロット長未満であるか否かを検出す
る手段と、 この検出する手段の検出結果が当該制御タイムスロット
長未満であるときには他のパケット送出要求元の他の制
御タイムスロットに収納された前記1以上のパケットの
パケット長の総和と既にパケット送出許可を与えた前記
制御タイムスロットに収容された前記1以上のパケット
のパケット長の総和との和が前記制御タイムスロット長
以下となる前記他のパケット送出要求元にもパケット送
出許可を与える手段とを備えた請求項1記載のパケット
スイッチ。
5. The contention control means detects whether or not the sum of the packet lengths of the one or more packets stored in the control time slot to which packet transmission permission has already been given is less than the control time slot length. And when the detection result of the detecting means is shorter than the control time slot length, the sum of the packet lengths of the one or more packets contained in the other control time slot of the other packet transmission request source and the packet already transmitted Means for granting packet transmission permission to the other packet transmission request source whose sum with the sum of the packet lengths of the one or more packets accommodated in the control time slot to which transmission permission is granted is equal to or less than the control time slot length. The packet switch according to claim 1, comprising:
【請求項6】 一つの出力ポートに同時に到着する複数
の前記制御タイムスロットを一時蓄積する手段と、 この一時蓄積する手段に蓄積された複数の前記制御タイ
ムスロットが互いに衝突することなく送出されるように
時間差を設けて送出する手段とを備えた請求項5記載の
パケットスイッチ。
6. A means for temporarily storing a plurality of control time slots arriving at one output port at the same time, and the plurality of control time slots stored in the temporarily storing means are transmitted without colliding with each other. 6. A packet switch according to claim 5, further comprising means for transmitting the packet with a time difference.
【請求項7】 前記他のパケット送出要求元にもパケッ
ト送出許可を与える手段は、パケット送出許可を与えた
複数のパケット送出要求元に対して複数の前記制御タイ
ムスロットの送出順序を示す情報を送付する手段を含
み、 前記パケット送出要求元は、この送出順序にしたがって
前記制御タイムスロットを送出する手段を含む請求項5
記載のパケットスイッチ。
7. The means for granting a packet transmission permission to the other packet transmission request source also includes information indicating a transmission order of the plurality of control time slots to a plurality of packet transmission request sources to which the packet transmission permission has been granted. 6. A transmitting means, comprising: means for transmitting the control time slot according to the transmission order.
The packet switch as described.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7272311B2 (en) 2002-10-12 2007-09-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical ring network for burst data communication

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