JP2002164916A

JP2002164916A - 中継装置

Info

Publication number: JP2002164916A
Application number: JP2000356500A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Abiru; 健一阿比留; Kensaku Amo; 健策天羽; En Kyo; 炎許
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-06-07
Also published as: US6839358B2; US20020061027A1

Abstract

(57)【要約】【課題】入力側キューを含む入力側収容部、出力側キュ
ーを含む複数の出力側収容部、及び各入力側キューと各
出力側キューとを互いメッシュ接続するスイッチファブ
リックで構成された中継装置に関し、入力側収容部とス
イッチファブリックとを接続する物理リンクの転送帯域
を有効に利用こと、パケットの中継に対する予約帯域を
保証する。【解決手段】一定周期のタイムスロットTS内において、
各出力側収容部に対応した出力側宛キュー管理部21_1〜
21_Nが、帯域保証パケットを帯域保証するように選択し
帯域保証パケット又は非帯域保証パケットのいずれを選
択したかを示す優先/非優先信号70_1〜70_N、及びパケ
ットの出力要求信号69_1〜69_Nを出力し、出力リンク間
管理部25が、出力要求されたパケットに対応する宛先の
出力側収容部の優先キュー又は非優先キューに空きがあ
るパケットを選択して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中継装置に関し、特
に入力側キューを含む入力側収容部、出力側キューを各
々が含む複数の出力側収容部、及び各入力側キューと各
出力側キューとを互いメッシュ接続するスイッチファブ
リックで構成された中継装置に関するものである。

【０００２】複数のネットワークを収容し、各ネットワ
ーク間でパケットを中継する中継装置（例えばルータ）
は、入力側のネットワークからパケットを受信し、この
パケットの出力側のネットワークを決定し、この決定し
たネットワークにパケットを伝送するルーティングを行
う。

【０００３】このような中継装置においては、複数の入
力側ネットワークから、パケットが同時に１つの出力側
ネットワークに向かうことがあり得る。これにより、出
力側ネットワークを奪い合う競合問題が発生する。この
問題は、パケットを一時的にキューイングすることで解
決できるが、どのようなキューイング方式を採用するか
は、中継装置の性能にとって重要である。

【０００４】

【従来の技術】図10は、一般的な中継装置の構成例を示
している。この中継装置は、ネットワークから入力した
パケット61_1〜61_N（以後、符号61で総称することがあ
る。）の出力先を決定する入力側収容部10と、この入力
側収容部10から受信したパケット62_1〜62_N（以後、符
号62で総称することがある。）を所定の出力先に転送す
るスイッチファブリック40と、スイッチファブリック40
から受信したパケット63_1〜63_N（以後、符号63で総称
することがある。）をネットワークに出力する出力側収
容部50とで構成されている。

【０００５】入力側収容部10は、同一構成の入力側収容
部10_1〜10_Nで構成され、出力側収容部50は、同一構成
の出力側収容部50_1〜50_Nで構成されている。入力側収
容部10_1〜10_Nと出力側収容部50_1〜50_Nとは、スイッ
チファブリック40によって論理的にフルメッシュで接続
されている。これにより、中継装置は、各入力側収容部
10_1〜10_Nに入力されたパケットを、その転送先情報に
基づき所定の出力側収容部50_1〜50_Nに転送して、複数
の異なるネットワーク間のパケット中継を実現してい
る。

【０００６】従って、例えば、入力側収容部10_1とスイ
ッチファブリック40とを接続する物理リンク62_1（図中
では、パケット62_1と同一符号を用いている。他の物理
リンク62_2〜62_Nについても同様である。また、以後、
これらの符号を符号62で総称することがある。）は、入
力側収容部10_1と出力側収容部50_1〜50_Nとの間を接続
する論理リンクで多重化されている。同様に、物理リン
ク62_2〜62_Nについても同様である。

【０００７】また、スイッチファブリック40と出力側収
容部50_1〜50_Nとを接続する物理リンク63_1〜63_N（図
中では、パケット63_1〜63_Nと同一符号を用いてい
る。）は、それぞれ、各出力側収容部50_1〜50_Nと入力
側収容部10_1〜10_Nとの間を接続する論理リンクで多重
化されている。

【０００８】上述したように、中継装置は同一の出力側
ネットワークに宛てられたパケットのキューイングを行
うが、このキューイングは、バッファ（キュー）の物理
的な位置により３種類に分類される。すなわち、出力側
キュー（バッファ）が、入力側収容部10の中にあるか、
スイッチファブリック40の中にあるか、及び出力側収容
部50の中にあるかである。

【０００９】入力側収容部におけるスケジューリング図11は、一般的な入力側収容部10_1〜10_N（以後、符号
10で総称することがある。）の構成例を示している。各
入力側収容部10は、ネットワークからインタフェース11
を経由して受信したパケット61の宛先を決定すると共に
パケットフローの識別を行ってパケット情報65及びパケ
ット61aを出力する宛先決定/フロー識別部12と、入力側
スケジューラ13と、スイッチファブリック40（図10参
照）の出力側キュー（同図に図示せず）が空いている否
かを示す空塞情報81_1〜81_N（以後、符号81で総称する
ことがある。）を入力側スケジューラ13に、スケジュー
ラ13からのパケット62をスイッチファブリック40にイン
タフェースするインタフェース14と、を含んでいる。

【００１０】入力側スケジューラ13は、複数の入力側キ
ュー（図示せず）を含み、受信したパケット61aをパケ
ット情報65に基づき各キューに振り分けて格納し、空塞
情報81に基づき各入力側キューに格納されたパケット61
aをパケット62として転送するように順序を決定するス
ケジューリングを行っている。

【００１１】ここで、例えば、全入力側収容部10からの
出力側収容部50_1宛のパケットの合計帯域に対して出力
側収容部50_1の入力帯域が充分でない場合、各入力側収
容部10からの出力側収容部50_1宛のパケット63_1間で競
合が発生するため、その競合制御が必要となる。

【００１２】同様に、出力側収容部50_2〜50_Nの入力帯
域が充分でない場合にも、それぞれ、パケット63_2〜63
_N間で競合制御が必要となる。この出力側収容部50にお
けるパケット63の競合制御の結果として、空塞情報81
（又は出力不可通知）を出力側収容部50側から受けた入
力側収容部10がパケットの待ち合わせ（キューイング）
を行った場合、いわゆる先頭ブロックキング(Head of L
ine Blocking)が発生する。

【００１３】すなわち、同一のキューに異なる出力側収
容部50宛のパケットをキューイングした場合として、出
力側収容部50_1宛のパケットがキューの先頭で待ってい
る場合で且つ出力側収容部50_1の出力側キューが塞がっ
ている場合を例にとると、そのパケットの後方の出力側
収容部50_2宛のパケットは、出力側収容部50_2がパケッ
ト入力可能であるにもかかわらず、ブロックされて出力
できない。

【００１４】これを回避するための従来の技術として、
各入力側収容部10にVOQ（Virtual output Queue：出力
側収容部50_1〜50_N毎にキュー）を設けて制御する手法
が知られている。スイッチファブリックにおけるスケジューリングスイッチファブリック40の出力側に配置された優先キュ
ー／非優先キューは、これらキューの空塞情報（各優先
または各非優先キューに空きがあるか否かを示す）の生
成制御において、非優先キューへの非帯域保証パケット
入力を抑えることによって優先キューへの帯域保証パケ
ットの入力が保証できれば、出力側収容部50の入力側に
配置されていると見倣すことができるので次の出力側収
容部におけるスケジューリングと同様である。

【００１５】出力側収容部におけるスケジューリング出力側ネットワークを収容する各出力側収容部50は、パ
ケットの種類に対応した複数の出力側キューを備え、入
力したパケットを対応する出力側キューに振り分けて格
納する。そして、各出力側収容部50は、これらの出力側
キューからパケットを出力側ネットワークに読み出すキ
ュー間の読出スケジューリングを行う。

【００１６】上記のスケジューリングをまとめると、中
継装置全体のスケジューリングは、次の(1)〜(3)の多段
構成になる。 (1)入力側収容部10におけるVOQ間の制御を含むスケジュ
ーリング。 (2)スイッチファブリック40における出力側収容部毎の
複数入力側収容部間のスケジューリング。

【００１７】(3)出力側収容部50における出力するネッ
トワークに関する複数のキュー間のスケジューリング。
これらのスケジューリングによって中継装置は、単一或
いは複数のパケットフローについてサービス品質の一つ
である帯域を保証することが可能になる。

【００１８】すなわち、中継装置は、各パケットフロー
に対して予約帯域を設定し、各パケットをフロー識別し
た後、入力側収容部10とスイッチファブリック40との
間、及びスイッチファブリック40と出力側収容部50との
間の転送制御、並びに出力側収容部50におけるネットワ
ークへのパケット出力制御を、予約帯域を保証するよう
に各パケットフローの転送（送信）処理をスケジューリ
ングすればよい。

【００１９】これらの入力側収容部10、スイッチファブ
リック40、及び出力側収容部50のスケジューリングに関
しては、以下に示す従来例(1)〜(4)等がある。従来例(1) 例えば、中継装置全体でタイムスロットを管理し、各入
力側収容部10は、入力側収容部間で帯域を確保するため
に、各出力側収容部50に対応するキューに対して固定的
にタイムスロットを割り当てる方法がある。この場合、
同一出力側収容部へのパケットが競合することがないよ
うに、全ての各入力側収容部10のパケット出力タイミン
グ（タイムスロット）を予めずらして割り当てておく。

【００２０】この従来のパケット転送タイミングを図12
に示したタイミングチャート図で説明する。同図におい
て、中継装置は、装置全体のタイミングを一定周期T内
をタイムスロットTS1〜TSNに分割して管理する。同図
(1)において、入力側収容部10_1の各出力側収容部50_1
〜50_N宛パケットの入力側キューには、それぞれタイム
スロットTS1〜TSNが割り当てられ、入力側収容部10_2の
各入力側キューには、それぞれタイムスロットTS2〜TS
N，TS1が割り当てられ、以下同様に、入力側収容部10_3
〜10_Nの各入力側キューには、互いにずらした状態でタ
イムスロットが割り当てられる。

【００２１】これにより、例えば、各入力側収容部10_1
〜10_Nの出力側収容部50_1宛に対応するキューから出力
されるパケットは、それぞれ、タイムスロットTS1〜TSN
で順次転送されるので、競合しない。出力側収容部50_2
〜10_N宛パケットについても同様である。

【００２２】これを出力側収容部50_1〜50_Nから見た場
合を同図(2)に示す。例えば、出力側収容部50_1は、そ
れぞれタイムスロットTS1〜TSNにおいて、入力側収容部
10_1〜10_Nからのパケットを受信し、パケットの競合は
発生しない。出力側収容部50_2〜50_Nについても同様で
ある。

【００２３】同図から分かるように、各入力側収容部10
と各出力側収容部50間では、物理リンク62及び物理リン
ク63（図10参照）の転送可能な帯域幅を出力側収容部50
の数(＝N)で等分するので、各物理リンク62と各物理リ
ンク63の帯域幅が等しく、これをRとすれば、例えば、
入力側収容部10_1と出力側収容部50_1との間で確保でき
る帯域は最大R/Nである。他の各入力側収容部10と各出
力側収容部50との間の帯域も同様である。

【００２４】図13は、図11に示した従来の入力側収容部
10の入力側スケジューラ13の構成例を示している。この
スケジューラ13は、パケット61aを出力側収容部宛パケ
ット別に選択して、それぞれキューイングする入力側キ
ュー22_1〜22_N（以後、符号22で総称することがあ
る。）と、それぞれスケジューリングパラメータ66_1〜
66_N（以後、符号66で総称する。）及び出力要求キュー
番号信号86_1〜86_N（以後、符号86で総称することがあ
る。）を各入力側キュー22との間で送受信して各入力側
キュー22からパケット61b_1〜61b_Nを出力するタイミン
グのスケジューリングを行う各出力側50_1宛キュー管理
部21_1〜出力側50_N宛キュー管理部21_N（以後、符号21
で総称することがある。）とを含んでいる。

【００２５】さらに、スケジューラ13は、受信した空塞
情報81に基づき、パケットを出力することを指示する出
力指示信号82_1〜82_Nをキュー管理部21_1〜21_Nに与え
ると共に出力指定信号71をインタフェース14に与える選
択制御部23と、パケット61b_1〜61b_Nの内のいずれか１
つを選択して出力指定信号71に基づきパケット62として
出力するセレクタ24を含んでいる。また、各出力側宛キ
ュー管理部21には、それぞれ、各パケットフローの帯域
を予め設定する予約帯域設定信号84_1〜84_Nが入力され
ている。

【００２６】同図に示した出力側宛キュー管理部21及び
入力側キュー22の構成を図14に基づき以下に説明する。
入力側キュー22は、エンキュー処理部31、キュー状態記
憶部32、及びデキュー処理部33で構成されている。

【００２７】エンキュー処理部31は、パケット情報65
（出力先識別子65_1及びフロー識別子65_2）に基づき、
パケット61aをキュー状態記憶部32に入力する。キュー
状態記憶部32は、パケット61aを帯域保証が必要なパケ
ットか、又は帯域保証を必要としないベストエフォート
サービス（best-effort service)パケットかによって各
パケットに対応するキューに格納すると共にスケジュー
リングパラメータ66及び全てのキューの空塞情報68を出
力側宛キュー管理部21に与える。

【００２８】デキュー処理部33は、キュー管理部21から
受信した出力要求キュー番号信号86に基づき、デーキュ
ーすべきパケット61bを記憶部32から受信してセレクタ2
4（図13参照）に与える。出力側宛キュー管理部21は、
各キュー空塞情報68、スケジューリングパラメータ66に
基づき、入力側キュー22に入力された各パケットのスケ
ジューリングを行う。

【００２９】図15は、図13に示した選択制御部23が、そ
れぞれ、出力側宛キュー管理部21_1〜21_Nを出力指示信
号82_1〜82_Nで選択するタイミング（タイムスロット）
を示している。このタイムスロットTS1〜TSNは、図12に
示したものと同じである。図16は、選択制御部23がキュ
ー管理部21を選択するアルゴリズムを示している。この
アルゴリズムを図15を参照して入力側収容部10_1の選択
制御部23の動作を以下に説明する。

【００３０】ステップS40：タイムスロット番号TS_を
“1”にする。ここで、この番号“1”は、タイムスロッ
トTS1、出力側収容部50_1、及びキュー管理部21_1の番
号を示す。ステップS41 ：空塞情報81_1（図13参照）が出力側収容
部50_1のキューの「空」を示した場合、ステップS42に
進み、そうでない場合、ステップS43に進む。

【００３１】ステップS42：選択制御部23は、選択した
キュー管理部21_1に出力指示信号82_1を与える。これに
より、タイムスロットTS1において、出力側収容部50_1
に対応するキュー管理部21_1が選択されたことになる
（図15のタイムスロットTS1参照）。

【００３２】ステップS43：タイムスロット番号TS_を
“1”だけインクリメントして、次のタイムスロットTS2
に進み、このタイムスロットTS2には、出力側収容部50_
2、及びキュー管理部21_2が対応する。ステップS44 ：タイムスロット番号TS_“2”＜N＋1であ
るので、ステップS41に戻る。以下同じことを繰り返
し、ステップS42を通過したとき、タイムスロットTS2，
TS3に、それぞれ、出力側収容部50_2に対応するキュー
管理部21_2、出力側収容部50_3に対応するキュー管理部
21_3が選択される（同図のタイムスロットTS2，TS3参
照）。

【００３３】さらに、次にステップS41に戻りタイムス
ロットTS4のとき、空塞情報81_4が「空」を示さないも
のとすれば、出力指示信号82_4は出力されないのでキュ
ー管理部21_4は選択されずにステップS43に進む（同図
タイムスロットTS4参照）。以下同様のことを繰り返す
ことにより、選択制御部23は、それぞれ、タイムスロッ
トTS1〜TSNに出力側収容部50_1〜50_Nのキューに空きが
ある場合、各出力側宛キュー管理部21_1〜21_Nに対して
選択したパケットを送出するように出力指示信号82_1〜
82_Nで指示する。

【００３４】なお、入力側収容部10_2〜10_Nの選択制御
部23も同様の動作を行うが、タイムスロットTS1で入力
側収容部10_2〜10_Nの選択制御部23は、それぞれ、出力
側収容部50_2〜50_Nに対応する出力側宛キュー管理部21
を選択し、同じタイムスロットで同じ出力側収容部50を
選択しないようにする。

【００３５】従来例(2) スイッチファブリック40（図10参照）が、タイムスロッ
ト割当を行ってスケジューリングを行う従来例を以下に
説明する。図10において、各入力側収容部10_1〜10_N
は、出力側収容部50_1〜50_N毎のキューを含み、スイッ
チファブリック40に対して転送要求信号を出力する。ス
イッチファブリック40は、各入力側収容部同士の転送要
求に対する調停（スケジューリング）を行い転送要求を
選択し、選択した転送要求に対して転送許可信号を出力
する。この転送許可信号に従って入力側収容部10は、ス
イッチファブリック40にパケットを転送する。

【００３６】従来例(3) 特開2000-151703号公報に記載の優先予約スケジューラ
は、従来例(2)において、音声などのコネクションオリ
エンテッドなシグナリングを伴うパケットが、予めパケ
ットの存在と到着が予測可能なトラフィックであること
に着目し、このトラフィックを認識して予約した優先度
に応じてスケジューリングを行う。

【００３７】従来例(4) 出力側収容部50における単一のネットワークに対するス
ケジューラとして、送信待ちのパケットを、パケットフ
ロー毎に振り分けて、複数のキューで管理し、各キュー
間のスケジューリングを行って帯域保証を行う手段とし
て、WFQ(weightfair queue)等の種々のアルゴリズムが
提案されている。

【００３８】これらのアルゴリズムを入力側収容部にお
ける各出力側収容部毎の複数のキューを統括制御する全
体のスケジューリングアルゴリズムとて適用することが
考えられる。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例(1)のパ
ケットスケジューラは、各入力側収容部10と各出力側収
容部50で帯域を確保するため、固定的にタイムスロット
を割り当てている。出力すべきパケットがキュー内に存
在しない場合や、パケット出力先に出力側収容部50の処
理やネットワークに輻輳が発生して空塞情報が塞を示し
た場合には、割り当てたタイムスロットに空帯域が発生
してしまう。すなわち、入力側収容部10からスイッチフ
ァブリック40への出力における帯域を有効に利用できな
いという問題がある。

【００４０】また、各入力側収容部10と各出力側収容部
50間の帯域確保のために、入力側収容部10とスイッチフ
ァブリック40を接続する物理リンク62の転送可能な帯域
幅Rを出力側収容部数(=N)で等分するので、各入力側収
容部10と各出力側収容部50間で確保できる帯域はR/N以
下になってしまうという問題がある。

【００４１】従来例(2)のスイッチファブリック40で集
中してスケジューリングを行う方式においては、入力側
収容部10のスケジューラは比較的容易に構成可能であ
る。しかしながら、全ての入力側収容部10が各種のパケ
ット情報をスイッチファブリック40に対して送信する必
要があり、スイッチファブリック40のスケジューリング
が複雑になり、ハード規模及びそのコストが増大すると
いう問題がある。

【００４２】従来例(3)の優先予約を行う方式は、パケ
ットの存在と到着がシグナリングによって予測可能な場
合のみ適用できる方式である。従って、この方式は、デ
ータ送出に先立ちコネクションを確立しない（コネクシ
ョンレスの）パケットには適用できない。すなわち、こ
のようなパケットは、その存在及び到着を予測すること
が不可能であり、帯域を優先的に予約することができな
い。

【００４３】従来例(4)の方式においては、入力側収容
部10からの物理リンク62が、出力側収容部50の単一のネ
ットワークと異なり、図10の説明で述べたように出力側
収容部50_1〜50_Nとを接続する論理リンクで多重化（供
用）されている。従って、制御対象のキューの数が増え
パケット出力予定時刻等の計算量が増大するため、適用
したスケジューリングアルゴリズムでは、物理リンク62
の速度に応じた処理速度を確保することが困難になると
いう問題がある。

【００４４】さらに、出力先リンク（ネットワーク）の
輻輳状態等に応じて、各入力側収容部が独立に、出力先
の異なる複数キュー間のWRR(Weighted Round robin)やW
FQを行って出力帯域を増加させることは、各出力側収容
部50の入力物理リンク63を全入力側収容部10で共有する
ために物理リンク63の輻輳状態を招くおそれがあるとい
う問題がある。

【００４５】従って本発明は、入力側キューを含む入力
側収容部、出力側キューを各々が含む複数の出力側収容
部、及び各入力側キューと各出力側キューとを互いメッ
シュ接続するスイッチファブリックで構成された中継装
置において、入力側収容部とスイッチファブリックとを
接続する物理リンクの転送帯域を有効に利用し、パケッ
トの中継に対する予約帯域を保証することを課題とす
る。

【００４６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に係る本発明の中継装置は、各入力側収容
部が、帯域保証パケット及び非帯域保証パケットを選択
する際に、該帯域保証パケットを帯域保証するように選
択して該帯域保証パケット又は該非帯域保証パケットの
いずれを選択したかを示す優先/非優先信号、及び選択
されたパケットの出力を要求する出力要求信号を出力す
る宛先の各出力側収容部毎に対応して設けられた出力側
宛キュー管理部と、一定周期のタイムスロットにおい
て、該出力要求信号が出力され、該優先/非優先信号が
優先を示したときに、各出力側宛キュー管理部の内で宛
先の出力側収容部の優先キューに空きがあるものを選択
するか、又は該出力要求信号が出力され、該優先/非優
先信号が非優先を示したときに、該出力側宛キュー管理
部の内で宛先の出力側収容部の非優先キューに空きがあ
るものを選択して、この出力側宛キュー管理部が選択し
たパケットを出力させる出力リンク間管理部と、を備え
たことを特徴としている。

【００４７】すなわち、本発明の中継装置は、図10に示
した従来の中継装置と基本的な構成は同じであり、スイ
ッチファブリック40は、各入力側収容部10_1〜10_Nに含
まれる入力側キューと各出力側収容部50_1〜50_Nに含ま
れる出力側キューを互いにメッシュ接続している。

【００４８】そして、各入力側収容部10は、各出力側収
容部50毎に対応して設けられた出力側宛キュー管理部と
出力リンク間管理部とを含み、出力側収容部の出力側キ
ューは優先キューと非優先キューとを含んでいる。出力
側宛キュー管理部は、帯域保証パケット及び非帯域保証
パケットを選択する際に、該帯域保証パケットを帯域保
証するように選択して該帯域保証パケット又は該非帯域
保証パケットのいずれを選択したかを示す優先/非優先
信号と選択されたパケットの出力を要求する出力要求信
号とを出力する。

【００４９】出力リンク間管理部は、一定周期のタイム
スロットにおいて、(1)出力要求信号が出力され、(2)優
先/非優先信号が優先を示すとき、(3)各出力側宛キュー
管理部の内で宛先の出力側収容部の優先キューに空きが
あるものを選択する。或いは、(1)該出力要求信号が出
力され、(2)該優先/非優先信号が非優先を示すときに
は、(3)各出力側宛キュー管理部の内で宛先の出力側収
容部の非優先キューに空きを示す出力側宛キュー管理部
を選択する。

【００５０】そして、出力リンク間管理部は、選択した
出力側宛キュー管理部が選択して出力要求するパケット
を出力させる。この結果、出力側宛キュー管理部で優先
選択された帯域保証パケットを該一定周期内で送信する
ことになる。このように送信可能なパケットが有る限
り、これを送信することにより、入力側収容部10とスイ
ッチファブリック40を接続する物理リンク62（図10参
照）の帯域（タイムスロット）を有効利用すると共に、
例えば、コネクションレスの帯域保証パケットの予約帯
域を保証することが可能になる。

【００５１】なお、本発明においては、出力側キューの
アルゴリズムは問わない。また、入力側収容部の数は、
１つ又は複数とすることが可能である（付記１）。ま
た、請求項２に係る本発明においては、各出力側宛キュ
ー管理部に該タイムスロットを予め割り当て、該出力リ
ンク間管理部は、各タイムスロット毎に、該出力要求信
号が出力され且つ優先/非優先信号に対応する該優先キ
ュー又は該非優先キューに空きがあるとき、各出力側宛
キュー管理部を所定の割当順に選択し、該出力要求信号
が出力されないか又は該優先キュー及び該非優先キュー
が共に塞がっているタイムスロットでは、いずれかの該
出力側宛キュー管理部を動的に選択することが可能であ
る。

【００５２】すなわち、本発明の動作原理(1)について
図１に示すように、各出力側宛キュー管理部にタイムス
ロットTS1〜TSNを予め割り当てておく。これは、各出力
側宛キュー管理部が各出力側収容部毎に設けられている
ことにより、各出力側収容部に対してタイムスロットTS
1〜TSNを予め割り当てたことにもなる。

【００５３】出力リンク間管理部は、タイムスロットTS
1に割り当てられた出力側宛キュー管理部を選択し、(1)
この出力側宛キュー管理部の出力要求信号が出力され、
(2)少なくとも優先/非優先信号が優先を示したときで該
優先キューに空きがあるとき又は優先/非優先信号が非
優先を示したときで該非優先キューに空きがあるとき、
すなわち、送信可能なパケットが割り当てられた出力側
宛キュー管理部に存在するとき、例えば、出力側収容部
50_1に対応する出力側宛キュー管理部を選択する。

【００５４】同様に、出力リンク間管理部は、次のタイ
ムスロットTS2において、出力側収容部50_2に対応する
出力側宛キュー管理部を選択する。出力リンク間管理部
は、タイムスロットTS3において、(1)このタイムスロッ
トTS3に割り当てられた出力側宛キュー管理部から出力
要求信号が出力されないか又は(2)優先キュー及び非優
先キューが共に塞がっていたとすると、すなわち、転送
可能なパケットが割り当てられた出力側宛キュー管理部
に存在しないとき、パケット転送可能な他の、例えば出
力側収容部50_2に対応する出力側宛キュー管理部を動的
に選択する。以後のタイムスロットTS4〜TSIについても
同様に選択する（付記２）。

【００５５】また、請求項３に係る本発明においては、
該一定周期内で生じた空タイムスロットでは、該出力要
求信号が出力され且つ該優先/非優先信号が非優先を示
す全ての出力側宛キュー管理部の中から対応する出力側
収容部の非優先キューに空きがあるものを選択すること
ができる。

【００５６】一定周期内での上記の選択を行った結果、
タイムスロットTS(I+1)〜TSN（同図参照）に空きが生じ
た場合、この空タイムスロットTS(I+1)〜TSNでは、(1)
出力要求信号が出力され且つ(2)該優先/非優先信号が非
優先を示す全ての出力側宛キュー管理部の中から、対応
する出力側収容部の非優先キューに空きがある出力側宛
キュー管理部を選択する。すなわち、送信可能な非帯域
保証パケットを選択する。

【００５７】これにより、一定周期内で生じた空タイム
スロットを有効に利用することが可能になる（付記
３）。また、請求項４に係る本発明においては、該出力
リンク間管理部は、各タイムスロットにおいて、該出力
要求信号が出力され且つ該優先/非優先信号が優先を示
す各出力側宛キュー管理部の内で宛先の出力側収容部の
優先キューに空きがあるものを優先して選択することが
できる。

【００５８】図２に本発明の動作原理(2)を示してい
る。本発明の動作原理(1)と異なる点は、出力リンク間
管理部の動作である。まず、出力リンク間管理部は、タ
イムスロットTS1において、(1)該出力要求信号が出力さ
れ且つ(2)優先/非優先信号が優先(=1)を示している出力
側収容部の内で宛先の出力側収容部の優先キューに空き
がある、例えば出力側収容部50_1に対応した出力側宛キ
ュー管理部を優先して選択する。

【００５９】同様に、出力リンク間管理部は、タイムス
ロットTS2，TS3，TS6，TS9，TS10，TSNにおいて、それ
ぞれ、出力側収容部50_1，50_2，50_N，50_1，50_4，50
_2に対応している出力側宛キュー管理部を優先的に選択
している。タイムスロットTS4において、出力リンク間
管理部は、上記の条件の出力側宛キュー管理部が存在し
ないときには、(1)該出力要求信号が出力され且つ(2)優
先/非優先信号が非優先(=0)を示す出力側宛キュー管理
部の内で宛先の出力側収容部の非優先キューに空きがあ
る例えば出力側収容部50_1に対応する出力側宛キュー管
理部を選択する。

【００６０】同様に、出力リンク間管理部は、タイムス
ロットTS7，TS8において、出力側収容部50_2，50_4に対
応した出力側宛キュー管理部を選択している。なお、タ
イムスロットTS5においては、全ての出力側宛キュー管
理部において送出すべきパケットが無いか又はパケット
送信先の出力側収容部の優先キュー及び非優先キューが
共に塞がっているので、選択する出力側宛キュー管理部
はない（付記４）。

【００６１】また、請求項５に係る本発明においては、
該出力リンク間管理部が、該一定周期内において、同一
の出力側宛キュー管理部を複数回選択することができ
る。すなわち、同図において、出力リンク間管理部は、
タイムスロットTS1，TS3のおいて、同じ出力側宛キュー
管理部からの帯域保証パケットを選択することができ
る。一定周期（帯域R）内で、同一の出力側宛キュー管
理部を複数回選択すれば、該一定周期の帯域をRとすれ
ば、最大Rまでの帯域保証が可能なる（付記５）。

【００６２】また、本発明においは、該入力側収容部
が、該帯域保証パケット又は該非帯域保証パケットに、
それぞれ、優先又は非優先を示す識別子を付与し、該出
力側収容部が、該識別子に基づき、受信したパケットが
帯域保証パケット及び非帯域保証パケットのいずれであ
るかを認識してもよい。

【００６３】これにより、出力側収容部は、認識した該
帯域保証パケット及び該非帯域保証パケットを対応する
優先キュー又は非優先キューに格納することが容易にな
る（付記６）。また、本発明においては、該入力側収容
部及び該出力側収容部が、さらに該帯域保証パケット
を、優先順位を付けた複数のキューに分けて管理しても
よい。

【００６４】これにより、帯域保証パケットの帯域をよ
り細かく分類して保証することが可能になる（付記
７）。また、本発明においては、該入力側収容部及び該
出力側収容部が、該非帯域保証パケットを複数のキュー
に分けて管理してもよい（付記８）。

【００６５】また、本発明においては、該出力側宛キュ
ー管理部が、該タイムスロットに１つ以上の該任意長パ
ケットを挿入してもよい。すなわち、出力側宛キュー管
理部は、１つのタイムスロットにその送信可能なデータ
長より短い任意長パケットを１つ以上挿入することがで
きる（付記９）。

【００６６】また、本発明においては、該タイムスロッ
トを複数の下位タイムスロットに分割し、該下位タイム
スロットに該パケットを挿入することができる。これに
よれば、各下位タイムスロットに挿入される最大パケッ
ト長の数が、分割しない場合と比較して小さくなる。従
って、複数のパケットでバーストデータを送信する場
合、そのパケットは上位のタイムスロットに分散するこ
とが可能になる（付記10）。

【００６７】また、本発明においては、該優先キュー及
び非優先キューを、同一タイムスロット内に同時に到達
する各入力側収容部からのパケットを同時に格納可能な
キューとすることが可能である。これにより、各入力側
収容部は、他の入力側収容部が同一タイムスロット内で
該出力側収容部に同時にパケットを送信したか否かに関
わらず自装置からパケットを送信することが可能になる
（付記11）。

【００６８】さらに、本発明においては、各一定周期に
生じた該空タイムスロットでは、該一定周期に拘束され
ないラウンドロビン方式で選択を行うことができる。こ
れにより、空タイムスロットを各出力側宛キュー管理部
に公平に割り当てることが可能になる（付記12）。

【００６９】

【発明の実施の形態】本発明の中継装置の基本的な構成
は、図10に示した一般的な中継装置と同じであるが、入
力側収容部10_1〜10_Nに含まれる入力側スケジューラ13
（図３及び図11参照）の動作が従来の入力側スケジュー
ラ13と異なっている。そして、各出力側収容部50_1〜50
_Nには、後述するように優先キュー及び非優先キューを
含む出力側キューが配置されている。

【００７０】なお、同図では、入力側収容部10と出力側
収容部50の数が、同数の“N”になっているが、入力側
収容部10と出力側収容部50の数は異なっていてもよい。
この出力側キューは、スイッチファブリック40に配置す
ることも可能であるが、該出力側キューは、出力側収容
部50の入力側に配置されたものと見倣して、出力側収容
部50に含まれるものとする。また、出力側キューのキュ
ー選択アルゴリズムは従来から知られたどのような手法
でもよい。

【００７１】図３は、本発明に係る入力側収容部スケジ
ューラ13の実施例を示している。このスケジューラ13
が、図13に示した従来のスケジューラ13と異なる点は、
選択制御部23の代わりに、出力リンク間の管理を行う出
力リンク間管理部25を用い、入力側キュー22が帯域保証
パケット及び非帯域保証パケットを別々にキューイング
するキューを有し、さらに、出力側宛キュー管理部21が
入力側キュー22の帯域保証パケット及び非帯域保証パケ
ットのキューイングの管理を行うことである。

【００７２】また、各キュー管理部21から管理部25に
は、それぞれ、出力要求信号69_1〜69_N及び優先/非優
先信号70_1〜70_Nが与えられ、管理部25から各出力側宛
キュー管理部21には、それぞれ出力指示信号82_1〜82_N
の代わりに出力許可信号83_1〜83_N（以後、符号83で総
称することがある。）が与えられ、管理部25には、出力
側収容部50の優先キュー及び非優先キューが、それぞ
れ、空又は閉塞状態のいずれであるかを示す空塞情報81
H_1〜81H_N及び空塞情報81L_1〜81L_Nが入力されてい
る。

【００７３】以下に、入力側キュー22、キュー管理部2
1、管理部25の構成及び動作を説明する。入力側キュー22 入力側キュー22の基本的構成は、図14に示した従来の入
力側キュー22と同様であり、エンキュー処理部31、キュ
ー状態記憶部32、及びデキュー処理部33で構成されてい
る。

【００７４】動作において、エンキュー処理部31は、与
えられた出力先識別子が自分宛であれば、フロー識別子
に従って、キュー番号を生成し、パケットをキュー状態
記憶部32に入力するとともに、パケット到着時間などス
ケジューラに必要なパラメータを生成しキュー状態記憶
部32に入力する。

【００７５】キュー状態記憶部32は、複数の転送待ちキ
ューを構成するために、各キュー毎の論理的FIFO構造を
維持し、エンキュー処理部31からの入力要求キュー番号
信号67に従って、パケット61aとスケジューリングパラ
メータ66（パケット長、パケット到着時間などスケジュ
ーラに必要なパラメータ）とを記憶する。

【００７６】また、キュー状態記憶部32は、出力側宛キ
ュー管理部21からのキュー番号信号85に基づき各キュー
にキュー番号を付加すると共にそのスケジューリングパ
ラメータ66及び各キューの空塞情報68をキュー管理部21
に与える。デキュー処理部は、出力側宛キュー管理部21
からの出力要求キュー番号信号86をキュー状態記憶部32
に与え、該信号86が指定したキュー番号のパケット61b
を受信し、このパケット61bに帯域保証パケット又は非
帯域保証パケットを示す優先／非優先の識別子を付与し
てを出力する。

【００７７】このパケット61bを受信した出力側キュー4
2は、識別子に基づきパケット61bが優先パケット又は非
優先パケットのいずれかであるか認識することが可能で
ある。なお、この優先／非優先の識別子を付与せずに、
アウトバンドでパケットが優先及び非優先のいずれであ
るかを該出力側キュー42に通知してもよい。

【００７８】出力側宛キュー管理部21 図４は、出力側宛キュー管理部21の構成を示している。
このキュー管理部21は、帯域保証選択部34、非帯域保証
選択部35、制御部36、及び優先/非優先選択部37で構成
されている。

【００７９】動作において、帯域保証選択部34は、複数
のキューで構成する転送待ちキューのうち、帯域保証す
べき１つ以上のキューに対する処理を優先し、与えられ
た予約帯域を保証するよう選択を行うスケジューリング
機能を果たしている。予約帯域の設定は、予約帯域設定
信号84a〜84iで行われる。ここで行うスケジューリング
・アルゴリズムは問わない。

【００８０】非帯域保証選択部は、帯域保証の必要のな
い１つ以上のキューに対する処理を行うスケジューリン
グ機能を果たしている。ここで行うスケジューリング・
アルゴリズムは問わない。優先/非優先選択部37は、帯
域保証すべき１つ以上のキューの全てについて出力すべ
きものがない場合にのみ、帯域保証対象外の１つ以上の
キューに対する選択処理を行う。ここで行う選択アルゴ
リズムは問わない。

【００８１】また、優先/非優先選択部37は、出力すべ
きキューが存在すれば、出力要求を行う出力要求キュー
番号信号86を制御部36を経由して、選択したキュー（パ
ケット）が優先（帯域保証対象）及び非優先（帯域保証
対象外）の内のいずれであるかを示す優先/非優先信号7
0を直接、出力リンク間管理部25（図３参照）に通知す
る。

【００８２】優先/非優先選択部37は、出力リンク間管
理部25から制御部36を経由して出力許可信号83を得たと
き、そのキュー番号を含む出力要求キュー番号信号86を
入力側キュー22に与える。出力リンク間管理部25 出力リンク間管理部25（図３参照）は、各出力側宛キュ
ー管理部21間のスケジューリング管理を行うために、以
下の機能を有する。

【００８３】各出力側宛キュー管理部21からの複数の出
力要求信号69_1〜69_N及び優先/非優先信号70_1〜70_N
を受信し、これらの信号69，70に基づき出力要求された
パケットが優先及び非優先のいずれであるかを認識し
て、それぞれ、各出力側収容部50の優先キュー43及び非
優先キュー44（図９参照）からの、空塞情報81H_1〜81H
_N及び空塞情報81L_1〜81L_Nに応じて、一つを選択し、
出力許可信号83_1〜83_Nを出力する機能。

【００８４】図５は、スイッチファブリック40（図10）
に接続された各出力側収容部50_1〜50_Nに対応した出力
側キュー42_1〜42_N（以後、符号42で総称することがあ
る。）の構成例を示している。この出力側キュー42は、
優先キュー43、非優先キュー44、及び選択部45で構成さ
れている。

【００８５】例えば、出力側キュー42_1は、スイッチフ
ァブリック40を経由して各入力側収容部10_1〜10_Nから
送られて来た複数のパケット63を同一のタイムスロット
内で受信し、受信したパケット63に含まれる優先/非優
先識別子に基づき、優先キュー43及び非優先キュー44に
振り分けて格納する。なお、上述したようにこの振分
は、アウトバンドで行ってもよい。

【００８６】そして、選択部45は、優先キュー43又は非
優先キュー44のいずれかからパケット64_1を所定のアル
ゴリズムに従って出力する。すなわち、優先キューにパ
ケットがあれば必ず出力し、優先キューにパケットが存
在しないときのみ、非優先キューのパケットが出力され
る。例えば、出力側キュー42_1の後段にキュー（図示せ
ず）が存在する場合、その空塞情報80_1を含めたアルゴ
リズムに従ってパケット63a_1が出力される。

【００８７】さらに、出力側キュー42_1〜42_Nは、それ
ぞれ、優先キュー43又は非優先キュー44が空いているか
否かを示す空塞情報81H_1，81L_1，〜，81_N，81_Nを入
力側収容部10_1〜10_Nに与える。図６は、図３に示した
出力リンク間管理部25の処理フロー例(1)を示してお
り、図７は、このときのパケット62の転送タイミング例
を示している。以下に、図３及び図７を参照して出力リ
ンク間管理部25の動作を説明する。

【００８８】ここで、出力側収容部50（図10参照）の数
（従って、出力側宛キュー管理部21、及び入力側キュー
22（図３参照）の数）Ｎ＝“8”とし、図７に示すよう
に、一定周期をタイムスロットTS1〜TS8で分割する。ステップS10 ：現在のタイムスロット番号TS_、及び出力
側収容部番号A_TS_（図３の出力側収容部50_i、すなわ
ち、出力側（50_i）宛キュー管理部21_iの“i”（i=1〜
8）に相当する。）を共に“１”に初期設定する。これ
により、タイムスロットは、周期的に初期化され一定周
期を持つことになる。

【００８９】ステップS11：図３において、出力リンク
間管理部25は、(1)出力側宛キュー管理部21_1の出力要
求信号69_1が出力され、且つ(2)優先/非優先信号70が示
す優先/非優先に対応する空塞情報81H_1，81L_1が
「空」を示したとき、ステップS12に進み、上記の条件
を満足しない場合、ステップS15に進む。

【００９０】ステップS12：管理部25は、キュー管理部2
1_iを選択し、これに出力許可信号83_iを与える。入力
側キュー22_iで選択されたパケット61b_iがセレクタ24
からパケット62として出力され（図３参照）、スイッチ
ファブリック40を経由して出力側収容部50_iの出力側キ
ュー42_iに送信される（図５参照）。

【００９１】ステップS13：タイムスロット番号TS_=TS_
+1を実行し、次のタイムスロットに移行する。ステップS14 ：タイムスロット番号TS_=8+1である否かを
チェックする。ここで、タイムスロット番号TS_=8+1で
ある場合、すなわち、全てのタイムスロットでの処理が
終了した場合、ステップS10に戻り次の一定周期の処理
に移行する。

【００９２】ステップS15：A_TS_＝8であるか否かをチ
ェックする。A_TS3_=8でないとき、ステップS20に進
む。ステップS20 ：A_TS3_=A_TS3_+1を実行し、すなわち、次
のキュー管理部21_2に移行して、ステップS11に戻り、T
S_＝8+1（ステップS14）又はA_TS_＝8（ステップS15）
になるまで、ステップS11〜S15，S20を繰り返す。

【００９３】これにより、管理部25は、タイムスロット
TS1において、(1)出力要求信号69_1が出力され、(2)優
先/非優先信号70_1が非優先を示し、(3)対応する空塞情
報81L_1が「空」を示しているので、出力側(50_1)宛キ
ュー管理部21_1を選択する。同様に、管理部25は、タイ
ムスロットTS2で、出力側(50_2)宛キュー管理部21_2を
選択する。

【００９４】さらに、管理部25は、タイムスロットTS3
において、(1)出力要求信号69_3が出力され、(2)優先/
非優先信号70_3が優先を示し（図７のタイムスロットTS
3で優先の出力され）、(3)対応する優先の空塞情報81H_
1が「空」を示しているので、出力側(50_3)宛キュー管
理部21_3を選択する。

【００９５】タイムスロットTS1，TS2と同様に、タイム
スロットTS4においては、キュー管理部21_4が選択され
る。タイムスロットTS5のステップS11において、キュー
管理部21_5に対応する空塞情報81H_5，81L_5が共に
「塞」を示しているので、キュー管理部21_5は選択せ
ず、キュー管理部21_6に進み（ステップS20）、次のス
テップS11においても同様に、ステップS20でキュー管理
部21_7に進む。

【００９６】次のステップS11で、キュー管理部25は、
(1)出力側(50_7)宛キュー管理部21_7の出力要求信号69_
7が出力され、(2)優先/非優先信号が優先を示し、(3)対
応する空塞情報81_Hが「空」を示しているので、タイム
スロットTS5では、キュー管理部21_7を選択する。同様
に、キュー管理部25は、タイムスロットTS6では、出力
側(50_8)宛キュー管理部21_8を選択する。

【００９７】この結果、タイムスロットTS7，TS8は出力
要求「無」の空タイムスロットとなり（図７参照）、ス
テップS14、S15を抜けて、ステップS16に進む。ステップS16 ：(1)キュー管理部21の中に出力要求信号が
出力され、(2)優先/非優先信号が非優先し、(3)対応す
る空塞情報81Lが「空」を示すものを探す。有る場合、
ステップS17に進み、無い場合ステップS18に進む。

【００９８】ステップS17：非優先の出力され、対応す
る空塞情報が「空」を示した、例えばキュー管理部21_1
を選択する（図７のタイムスロットTS7参照）。ステップS18 ：次のタイムスロットに移行する。ステップS19 ：一定周期の処理が完了していない場合、
ステップS16に戻る。

【００９９】以後、ステップS16〜S19を一定周期の処理
が完了するまで繰り返す。この結果、管理部25は、タイ
ムスロットTS7，TS8でそれぞれ例えばキュー管理部21_
1，21_2を選択する（図７のタイムスロットTS7，TS8参
照）。なお、ステップS17において、管理部25は、条件
に適合した複数の出力側宛キュー管理部21の中から１つ
を選択するアルゴリズムは問わない。例えば、各一定周
期に生じた該空タイムスロットでは、該一定周期に拘束
されないラウンドロビン方式で選択を行うようにするこ
とも可能である。

【０１００】すなわち、図７に示すように、管理部25
は、最初の一定周期のタイムスロットTS7，TS8では、そ
れぞれ、条件に適合したキュー管理部21_2，21_2を選択
し、次の一定周期のタイムスロットTS7，TS8では、それ
ぞれ、キュー管理部21_3，21_4を選択する。

【０１０１】上記のパケット転送タイミングの説明にお
いては、管理部25が１つのタイムスロットに１つの固定
長パケットを送信する場合を述べた。タイムスロットに
は、１つの固定長パケットに限定されずに、１つ以上の
任意長パケットを挿入することが可能である。

【０１０２】これを、図８を参照して説明する。同図
(1)は、全体の帯域R（一定周期）を、等しい帯域のタイ
ムスロットTS1〜TSNに分割した場合を示している。例え
ば、タイムスロットTS1において、総パケット長が、タ
イムスロットS_1で伝送可能なデータ長より小さい、パ
ケットP1_1〜P1_kを転送することができる。

【０１０３】同図(2)は、全体の帯域Rを等しい帯域のタ
イムスロットTS1〜TSMに分割し、さらに、各タイムスロ
ットTS1〜TSMを等しい帯域のタイムスロットS_1〜S_N
（以後、符号Sで総称する場合がある。）に分割した場
合を示している。このとき、例えば、タイムスロットS
の幅を最大パケット長×nになるように分割する。

【０１０４】例えば、ｎ=1にした場合、最大長パケット
は各タイムスロットSに１つしか入らない。さらに、各
タイムスロットS_1〜S_Nに、それぞれ各出力側宛キュー
管理部21_1〜21_Nを割り当てた場合、例えば、キュー管
理部21_1で管理される、最大長パケットに分割されたバ
ーストデータは、タイムスロットTS1〜TSNに分散されて
送信されることになる。

【０１０５】図９は、図３に示した出力リンク間管理部
25の処理フロー例(2)を示したものであり、以下に説明
する。ステップS30 ：現在のタイムスロット番号TS_に“１”に
初期設定する。これにより、タイムスロットは、周期的
に初期化され一定周期を持つことになる。

【０１０６】ステップS31：管理部25は、(1)全キュー管
理部21の中に出力要求信号69が出力され、(2)優先/非優
先信号70が優先を示し、(3)対応する空塞情報81Hが
「空」を示すものが有るか否かを検索する。有る場合、
すなわち、送信可能な帯域保証（優先）パケットが有る
場合、ステップS32に進み、無い場合ステップS35に進
む。

【０１０７】ステップS32：管理部25は、現タイムスロ
ットに割り当てるキュー管理部21として、送信可能な帯
域保証パケットが有るキュー管理部21の内の１つを選択
し、ステップS33に進む。ここで、選択のアルゴリズム
は問わない。ステップS33 ：TS_←TS_+1を実行し、次のタイムスロッ
トに移行する。

【０１０８】ステップS34：TS_＝N+1でないとき、ステ
ップS31に戻り、次のタイムスロットで選択するキュー
管理部21の検索を実行する。ステップS35 ：ステップS31で送信可能な帯域保証（優
先）パケットが無い場合、管理部25は、全キュー管理部
21の中に出力要求信号69が出力され、優先/非優先信号7
0が非優先を示し、且つ対応する空塞情報81Lが「空」を
示すものが有るか否かを検索する。有る場合、すなわ
ち、送信可能な非帯域保証（非優先）パケットが有る場
合、ステップS36に進み、無い場合ステップS33に進む。

【０１０９】ステップS36：管理部25は、現タイムスロ
ットに割り当てるキュー管理部21として、送信可能な非
帯域保証パケットが有るキュー管理部21の内の１つを選
択し、ステップS33に進む。ここで、選択のアルゴリズ
ムは問わない。これにより、管理部25は、ステップS3
1，S32，S33，S34の処理で送信可能な帯域保証パケット
を選択し、ステップS31，S35，S36，S33，S34の処理で
送信可能な非帯域保証パケットを選択し、ステップS3
1，S35，S33，S34の処理で送信可能な帯域保証パケット
及び非帯域保証パケットが共にない選択動作を行うこと
になる。

【０１１０】なお、同一周期のステップS31，S32，S3
3，S34の処理において、送信可能な帯域保証パケットを
選択する際に、同一のキュー管理部21から選択してよい
アルゴリズムを採用すれば、同一周期（帯域Ｒ）に同一
キュー管理部21から最大Ｎ個の帯域保証パケットを送出
することができる。すなわち、最大Rまでの帯域保証が
可能になる。

【０１１１】また、本発明は、本実施例に限定されるの
ものではなく、入力側収容部におけるスケジューリング
を本発明で示した手段によって行うことによって、スイ
ッチファブリックにおけるスケジューリングは比較的容
易な優先及び非優先間のスケジューリングでよく、且つ
入力側収容部の予約帯域を適切に設定することで、中継
装置で保証すべき帯域保証を実現することが可能にな
る。

【０１１２】（付記１）入力側キューを含む入力側収容
部、出力側キューを各々が含む複数の出力側収容部、及
び各入力側キューと各出力側キューとを互いメッシュ接
続するスイッチファブリックで構成された中継装置にお
いて、各入力側収容部が、帯域保証パケット及び非帯域
保証パケットを選択する際に、該帯域保証パケットを帯
域保証するように選択して該帯域保証パケット又は該非
帯域保証パケットのいずれを選択したかを示す優先/非
優先信号、及び選択されたパケットの出力を要求する出
力要求信号を出力する宛先の各出力側収容部毎に対応し
て設けられた出力側宛キュー管理部と、一定周期のタイ
ムスロットにおいて、該出力要求信号が出力され、該優
先/非優先信号が優先を示したときに、各出力側宛キュ
ー管理部の内で宛先の出力側収容部の優先キューに空き
があるものを選択するか、又は該出力要求信号が出力さ
れ、該優先/非優先信号が非優先を示したときに、該出
力側宛キュー管理部の内で宛先の出力側収容部の非優先
キューに空きがあるものを選択して、この出力側宛キュ
ー管理部が選択したパケットを出力させる出力リンク間
管理部と、を備えたことを特徴とする中継装置。

【０１１３】（付記２）上記の付記１において、各出力
側宛キュー管理部に該タイムスロットを予め割り当て、
該出力リンク間管理部は、各タイムスロット毎に、該出
力要求信号が出力され且つ優先/非優先信号に対応する
該優先キュー又は該非優先キューに空きがあるとき、各
出力側宛キュー管理部を所定の割当順に選択し、該出力
要求信号が出力されないか又は該優先キュー及び該非優
先キューが共に塞がっているタイムスロットでは、いず
れかの該出力側宛キュー管理部を動的に選択することを
特徴とした中継装置。

【０１１４】（付記３）上記の付記２において、該一定
周期内で生じた空タイムスロットでは、該出力要求信号
が出力され且つ該優先/非優先信号が非優先を示す全て
の出力側宛キュー管理部の中から対応する出力側収容部
の非優先キューに空きがあるものを選択することを特徴
とした中継装置。

【０１１５】（付記４）上記の付記１において、該出力
リンク間管理部は、各タイムスロットにおいて、該出力
要求信号が出力され且つ該優先/非優先信号が優先を示
す各出力側宛キュー管理部の内で宛先の出力側収容部の
優先キューに空きがあるものを優先して選択することを
特徴とした中継装置。

【０１１６】（付記５）上記の付記４において、該出力
リンク間管理部が、該一定周期内において、同一の出力
側宛キュー管理部を複数回選択することを特徴とした中
継装置。（付記６）上記の付記１において、該入力側収容部が、
該帯域保証パケット又は該非帯域保証パケットに、それ
ぞれ、優先又は非優先を示す識別子を付与し、該出力側
収容部が、該識別子に基づき、受信したパケットが帯域
保証パケット及び非帯域保証パケットのいずれであるか
を認識することを特徴とした中継装置。

【０１１７】（付記７）上記の付記１において、該入力
側収容部及び該出力側収容部が、さらに該帯域保証パケ
ットを、優先順位を付けた複数のキューに分けて管理す
ることを特徴とした中継装置。（付記８）上記の付記１において、該入力側収容部及び
該出力側収容部が、該非帯域保証パケットを複数のキュ
ーに分けて管理することを特徴とした中継装置。

【０１１８】（付記９）上記の付記において、該パケッ
トが任意長のパケットであり、該出力側宛キュー管理部
が、該タイムスロットに１つ以上の該任意長パケットを
挿入することを特徴とした中継装置。（付記１０）上記の付記９において、該タイムスロット
を複数の下位タイムスロットに分割し、該下位タイムス
ロットに該パケットを挿入することを特徴とした中継装
置。

【０１１９】（付記１１）上記の付記１において、該優
先キュー及び非優先キューは、同一タイムスロット内に
同時に到達する各入力側収容部からのパケットを同時に
格納可能なキューであることを特徴とした中継装置。（付記１２）上記の付記３において、各一定周期に生じ
た該空タイムスロットでは、該一定周期に拘束されない
ラウンドロビン方式で選択を行うことを特徴とした中継
装置。

【０１２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る中継
装置によれば、一定周期のタイムスロット内において、
各出力側収容部に対応した出力側宛キュー管理部が、帯
域保証パケットを帯域保証するように選択し帯域保証パ
ケット又は非帯域保証パケットのいずれを選択したかを
示す優先/非優先信号、及びパケットの出力要求を出力
し、出力リンク間管理部が、出力要求されたパケットに
対応する宛先の出力側収容部の優先キュー又は非優先キ
ューに空きがあるパケットを選択して出力するように構
成したので、入力側収容部とスイッチを接続する物理リ
ンクの帯域を有効利用すると共に、例えば、コネクショ
ンレスの帯域保証パケットの予約帯域を保証することが
可能になる。

【０１２１】また、上記の構成において、各出力側宛キ
ュー管理部にタイムスロットを予め割り当て、出力リン
ク間管理部が、各タイムスロット毎に送信可能なパケッ
トを出力側宛キュー管理部が有るとき、割当順に選択
し、送信可能なパケットが無いとき、送信可能なパケッ
トを動的に選択し、さらに、この選択の結果、一定周期
内で生じた空タイムスロットでは、送信可能な非帯域保
証パケットを選択することで、同様の効果が得られる。

【０１２２】また、上記の構成において、各タイムスロ
ットにおいて、送信可能な帯域保証パケットを優先して
選択し、さらに、該一定周期内において、同一の出力側
収容部宛キュー管理部を複数回選択することで、装置全
体の各入力側収容部における該出力側収容部宛の予約帯
域を適切に設定すれば、該一定周期の帯域をRとすると
き、最大Rまでの帯域保証値が設定可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る中継装置におけるパケット転送の
原理(1)を示したタイミングチャート図である。

【図２】本発明に係る中継装置におけるパケット転送の
原理(2)を示したタイミングチャート図である。

【図３】本発明に係る中継装置の入力側収容部における
入力側スケジューラの実施例を示したブロック図であ
る。

【図４】本発明に係る中継装置における入力側スケジュ
ーラの出力側宛キュー管理部の実施例を示したブロック
図である。

【図５】本発明に係る中継装置の出力側収容部における
出力側キューの実施例を示したブロック図である。

【図６】本発明に係る中継装置における出力リンク間管
理部の処理手順例(1)を示したフローチャート図であ
る。

【図７】本発明に係る中継装置における出力リンク間管
理部によるパケット転送例(1)を示したタイミングチャ
ート図である。

【図８】本発明に係る中継装置における出力リンク間管
理部による任意長パケット転送例を示したタイミングチ
ャート図である。

【図９】本発明に係る中継装置における出力リンク間管
理部によるパケット転送例(2)を示したタイミングチャ
ート図である。

【図１０】一般的な中継装置の構成例を示したブロック
図である。

【図１１】一般的な中継装置の入力側収容部の構成を示
したブロック図である。

【図１２】従来のパケット転送タイミングを示したタイ
ミングチャート図である。

【図１３】従来の入力側スケジューラの構成を示したブ
ロック図である。

【図１４】一般的な中継装置における入力側キューの構
成を示したブロック図である。

【図１５】従来のパケット転送動作を示したタイミング
チャート図である。

【図１６】従来のパケット転送動作手順を示したフロー
チャート図である。

【符号の説明】

10，10_1〜10_N 入力側収容部 11 ネットワーク
インタフェース 12 宛先決定/フロー識別部 13 入力側スケジ
ューラ 14 スイッチファブリックインタフェース 21_1〜21_N 出力側宛キュー管理部 22_1〜22_N 入力側キュー 23 選択制御部 24 セレクタ 25 出力リンク間
管理部 31 エンキュー処理部 32 キュー状態記
憶部 33 デキュー処理部 34 帯域保証選択
部 35 非帯域保証選択部 36 制御部 37 優先/非優先選択部 40 スイッチファ
ブリック 42，42_1〜42_N 出力側キュー 43 優先キュー 44 非優先キュー 45 選択部 50，50_1〜50_N 出力側収容部 61，61_1〜61_N，61a，61b，61b_1〜61b_N，63a，63a_1
〜63a_N，64_1〜64_Nパケット 62，62_1〜62_N，63，63_1〜63_N パケット、物理リン
ク 65 パケット情報 65_1 出力先識別
子 65_2 フロー識別子 66，66_1〜66_N スケジューリングパラメータ 67 入力要求キュー番号信号 68 キュー空塞情
報 69，69_1〜69_N 出力要求信号 70，70_1〜70_N
優先/非優先信号 71 出力指定信号 80_1〜80_N 空塞
情報 81，81_1〜81_N，81H_1〜81H_N，81L_1〜81L_N 空塞情
報 82_1〜82_N 出力指示信号 83，83_1〜83_N
出力許可信号 84_1〜84_N，84a〜84i 予約帯域設定信号 85，85a，85b キュー番号信号 86，86_1〜86_N 出力要求キュー番号信号 TS1〜TSN，S_1〜S_N タイムスロット図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者許炎神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 5K030 GA11 HA08 KA03 KA13 KX04 KX12 KX13 KX29 LB18 5K034 AA05 BB06 FF03 HH01 HH02 HH04 HH06 HH54 JJ11 MM11 MM21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力側キューを含む入力側収容部、出力側
キューを各々が含む複数の出力側収容部、及び各入力側
キューと各出力側キューとを互いメッシュ接続するスイ
ッチファブリックで構成された中継装置において、各入力側収容部が、帯域保証パケット及び非帯域保証パケットを選択する際
に、該帯域保証パケットを帯域保証するように選択して
該帯域保証パケット又は該非帯域保証パケットのいずれ
を選択したかを示す優先/非優先信号、及び選択された
パケットの出力を要求する出力要求信号を出力する宛先
の各出力側収容部毎に対応して設けられた出力側宛キュ
ー管理部と、一定周期のタイムスロットにおいて、該出力要求信号が
出力され、該優先/非優先信号が優先を示したときに、
各出力側宛キュー管理部の内で宛先の出力側収容部の優
先キューに空きがあるものを選択するか、又は該出力要
求信号が出力され、該優先/非優先信号が非優先を示し
たときに、該出力側宛キュー管理部の内で宛先の出力側
収容部の非優先キューに空きがあるものを選択して、こ
の出力側宛キュー管理部が選択したパケットを出力させ
る出力リンク間管理部と、を備えたことを特徴とする中継装置。
【請求項２】請求項１において、各出力側宛キュー管理部に該タイムスロットを予め割り
当て、該出力リンク間管理部は、各タイムスロット毎に、該出
力要求信号が出力され且つ優先/非優先信号に対応する
該優先キュー又は該非優先キューに空きがあるとき、各
出力側宛キュー管理部を所定の割当順に選択し、該出力
要求信号が出力されないか又は該優先キュー及び該非優
先キューが共に塞がっているタイムスロットでは、いず
れかの該出力側宛キュー管理部を動的に選択することを
特徴とした中継装置。
【請求項３】請求項２において、該一定周期内で生じた空タイムスロットでは、該出力要
求信号が出力され且つ該優先/非優先信号が非優先を示
す全ての出力側宛キュー管理部の中から対応する出力側
収容部の非優先キューに空きがあるものを選択すること
を特徴とした中継装置。
【請求項４】請求項１において、該出力リンク間管理部は、各タイムスロットにおいて、
該出力要求信号が出力され且つ該優先/非優先信号が優
先を示す各出力側宛キュー管理部の内で宛先の出力側収
容部の優先キューに空きがあるものを優先して選択する
ことを特徴とした中継装置。
【請求項５】請求項４において、該出力リンク間管理部が、該一定周期内において、同一
の出力側宛キュー管理部を複数回選択することを特徴と
した中継装置。