JP2002261826A - 入力回線インタフェース装置及びパケット通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回線のパケットを効率よく収容して、ル
ーティング制御を行うための後段の処理負荷を低減させ
る。 【解決手段】 パケット振り分け手段１１は、可変長パ
ケットを分割して並列ラインに振り分けて出力する。フ
ローグループ分類手段１２−１〜１２−ｎは、並列ライ
ン毎にパケットをフローグループに分類する。シーケン
ス番号付与手段１３は、フローグループに対応して、も
しくは独立にシーケンス番号をパケットに付与する。バ
ッファリング手段１４−１〜１４−ｎは、シーケンス番
号が付与されたパケットのバッファ蓄積・読み出しを行
って、フローグループ内のパケットの整列制御を行う。
フロー振り分けスイッチ１５は、フローグループ毎にパ
ケットを振り分けて出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力回線インタフ
ェース装置及びパケット通信装置に関し、特に入力回線
側のパケットのインタフェース制御を行う入力回線イン
タフェース装置及びパケットの通信制御を行うパケット
通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インタ―ネットの急激な普及に伴
って、ＩＰ（Internet Protocol）トラフィックの需要
が急増しており、高速かつ大容量のルーティング装置の
実現が望まれている。

【０００３】従来のパケットルーティング技術では、ま
ず、入力回線部で受信パケットを一度バッファへ蓄積す
る。そして、パケット内の識別子をキ―に、あらかじめ
用意してあるテーブルから出力方路を検索する。その
後、パケットスイッチ部で、取得した出力方路情報にし
たがってバッファから読み出されたパケットをスイッチ
ングして、パケットを該当する出力方路へ送信してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のパケットルーティング技術では、複数のパケット
処理部でパケットを並列処理していたが、ＩＰトラフィ
ックのルーティングを行う場合、パケット長が可変であ
るため、各パケット処理部での処理時間に差が生じ、パ
ケットの順序逆転が発生してしまうといった問題があっ
た。

【０００５】近年、ＷＤＭなどの光多重技術の発達によ
り、回線の速度は年々向上しており、かつパケットのレ
イヤ３関連の処理には高機能化が求められている。この
ような状況に対し、回線速度やネットワークの多様性に
追従できるようなルーティング装置を構成することは、
マルチメディア通信ネットワークの実現には不可欠であ
る。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、高速回線のパケットを効率よく収容して、ル
ーティング制御を行うための後段の処理負荷を低減させ
る入力回線インタフェース装置を提供することを目的と
する。

【０００７】また、本発明の他の目的は、高速・大容量
のルーティング処理を行うパケット通信装置を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、図１に示すような、入力回線側のパケッ
トのインタフェース制御を行う入力回線インタフェース
装置１０において、可変長パケットを分割して並列ライ
ンに振り分けて出力するパケット振り分け手段１１と、
並列ライン毎にパケットをフローグループに分類するフ
ローグループ分類手段１２−１〜１２−ｎと、フローグ
ループに対応して、もしくは独立にシーケンス番号をパ
ケットに付与するシーケンス番号付与手段１３と、シー
ケンス番号が付与されたパケットのバッファリングを行
って、フローグループ内のパケットの整列制御を行うバ
ッファリング手段１４−１〜１４−ｎと、フローグルー
プ毎にパケットを振り分けて出力するフロー振り分けス
イッチ１５と、を有することを特徴とする入力回線イン
タフェース装置１０が提供される。

【０００９】ここで、パケット振り分け手段１１は、可
変長パケットを分割して並列ラインに振り分けて出力す
る。フローグループ分類手段１２−１〜１２−ｎは、並
列ライン毎にパケットをフローグループに分類する。シ
ーケンス番号付与手段１３は、フローグループに対応し
て、もしくは独立にシーケンス番号をパケットに付与す
る。バッファリング手段１４−１〜１４−ｎは、シーケ
ンス番号が付与されたパケットのバッファ蓄積・読み出
しを行って、フローグループ内のパケットの整列制御を
行う。フロー振り分けスイッチ１５は、フローグループ
毎にパケットを振り分けて出力する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の入力回線インタフ
ェース装置の原理図である。入力回線インタフェース装
置１０は、入力回線側のパケットのインタフェース制御
を行い、その後、ルーティング等のレイヤ３関連のパケ
ット処理を行う処理ブロックへパケットを送信する。本
発明の入力回線インタフェース装置１０は、高速・大容
量の入力回線を効率よく収容するための装置である。

【００１１】パケット振り分け手段１１は、可変長パケ
ットを分割して、分割したパケットを並列ラインに振り
分けて出力する。フローグループ分類手段１２−１〜１
２−ｎ（総称する場合はフローグループ分類手段１２）
は、並列ライン毎にパケットをフローグループに分類す
る。ここでは、ハッシュ関数を用いて入力パケットをフ
ローグループに分類する。なお、フローグループとは、
複数のパケットフロー（図３で後述）を分割した際の集
まりのことをいう。

【００１２】シーケンス番号付与手段１３は、フローグ
ループに対応するシーケンス番号をパケットに付与す
る。または、フローグループとは独立してシーケンス番
号をパケットに付与する。

【００１３】バッファリング手段１４−１〜１４−ｎ
（総称する場合はバッファリング手段１４）は、シーケ
ンス番号が付与されたパケットのバッファリング（蓄積
・読み出し）の制御を行って、フローグループ内のパケ
ットの整列制御を行う。すなわち、パケットフロー内で
パケットの順序逆転が生じないような整列制御を行う。
フロー振り分けスイッチ１５は、フローグループ毎にパ
ケットを振り分けて出力する。

【００１４】ここで、例えば、パケット振り分け手段１
１は、４０Ｇｂ／ｓの到着パケット流を固定長パケット
に分割して、４本の並列ライン（１並列ラインが１０Ｇ
ｂ／ｓ）に振り分けて出力する。また、フローグループ
分類手段１２−１〜１２−４は、この場合、それぞれ１
０Ｇｂ／ｓの処理能力を持ち、ハッシュ処理を行って、
パケットを４つのフローグループに分類する。

【００１５】シーケンス番号付与手段１３は、フローグ
ループ分類手段１２−１〜１２−４から送信されたパケ
ットに対し、フローグループ毎にシーケンス番号を付与
する。バッファリング手段１４−１〜１４−４は、それ
ぞれのフローグループ毎にパケットを格納し、シーケン
ス番号にもとづいて読み出す。そして、フロー振り分け
スイッチ１５で、各フローグループへパケットを振り分
けて後段の処理ブロックへ送信する。

【００１６】次に可変長パケットと固定長パケットの構
成について説明する。図２は可変長パケットの構成を示
す図である。可変長パケットは、一般的なＩＰｖ４フォ
ーマットのパケットである。ただし、同様の情報要素が
あればＩＰｖ６フォーマットや他のフレーム形式のもの
でもよい。

【００１７】ここで、Ｖｅｒｓはバージョン、ＩＨＬは
ヘッダ長、Ｔｙｐｅ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＴＯＳ）
は優先度、Ｔｏｔａｌ ＬｅｎｇｔｈはＩＰｖ４ペイロ
ード長、Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎはフラグメント
ＩＤ、Ｆｌａｇｓはフラグ、Ｆｒａｇｍｅｎｔ Ｏｆｆ
ｓｅｔはフラグメントオフセット、Ｔｉｍｅ ｔｏＬｉ
ｖｅはホップ期限、Ｐｒｏｔｏｃｏｌはプロトコルの識
別子、ＨｅａｄｅｒＣｈｅｃｋｓｕｍはチェックサム、
Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓは送信元アドレス、Ｄｅ
ｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓは宛先アドレス、
Ｐａｙｌｏａｄはペイロードである。

【００１８】図３は固定長パケットの構成を示す図であ
る。本発明では、図２の可変長パケットのペイロード部
分を固定長（例えば、６４バイト）に区切って、図に示
すような固定長パケットのフォーマットに変換する。た
だし、同様の情報要素があれば情報長や情報の並びは限
定しない。

【００１９】ここで、固定長パケットの各フィールドに
ついて説明する。なお、図中のＩＰヘッダ、送信元ポー
ト番号、宛先ポート番号は、可変長パケットのＩＰヘッ
ダ、送信元ポート番号、宛先ポート番号をそれぞれマッ
ピングしたものである。ただし、必要な情報要素のみ抽
出してヘッダデータ量を削減してマッピングする。

【００２０】ＥＮは、パケットが有効パケットかどうか
を識別するもので、出力すべき有効パケットがないとき
は空きパケット（ＥＮ＝０）として出力する。ＦＲＩ
は、可変長パケットを固定長パケットに分割した際の可
変長パケットに対する位置を表すフレームタイプを示し
ており、固定長パケットを元の可変長パケットに組み立
て直す際に利用する。例えば、ＦＲＩが００ならば、こ
の固定長パケットは元の可変長パケットの中間の位置に
あったことを示す。同様にして、ＦＲＩが０１ならば先
頭、ＦＲＩが１０ならば最終、ＦＲＩが１１ならば先頭
及び最終の位置にあったことを示す。

【００２１】ＱｏＳ（Quality of Service）は、後段の
ＱｏＳ関連の制御を行う際に利用するものであり、ＩＰ
ヘッダ中のＴＯＳフィールドを参照した結果にもとづい
て書き込まれる。また、フローグループ識別子に対して
は、フローグループ分類手段１２が、ソースアドレス、
ディスティネーションアドレス、プロトコル識別子、送
信元ポート番号及び宛先ポート番号をキーとして、ハッ
シュ演算した結果の値をフローグループ識別子として、
このフィールド内に書き込む。

【００２２】オフセット値は、固定長パケット中のペイ
ロード情報の有効フィールドに対する開始位置を示す。
ペイロード長はその開始位置からの有効フィールドの長
さを示す。ＳＮはシーケンス番号が書き込まれるフィー
ルドである。また、Ａｄｄｒｅｓｓは、可変長パケット
のヘッダ情報とペイロードを分離した際に、ペイロード
を書き込んだメモリアドレスを指定するために利用する
（図６で後述する）。

【００２３】なお、パケットフローとは、上述したフィ
ールドの中のＰｒｏｔｏｃｏｌ、Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄ
ｒｅｓｓ、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ、
送信元ポート番号、宛先ポート番号がすべて同一の値の
パケットをパケットフローと呼ぶ。例えば、パケットＰ
ａ、Ｐｂ、Ｐｃに対し、パケットＰａ、ＰｂのＰｒｏｔ
ｏｃｏｌ、Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ、Ｄｅｓｔｉ
ｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ、送信元ポート番号、宛
先ポート番号がすべて同じ値で、パケットＰｃのＤｅｓ
ｔｉｎａｔｉｏｎ ＡｄｄｒｅｓｓだけがパケットＰ
ａ、Ｐｂと異なる場合、パケットＰａ、Ｐｂが同一のパ
ケットフローとなる。

【００２４】次にパケット振り分け手段１１について説
明する。図４はパケット振り分け手段１１の動作内容を
示す図である。可変長パケットが到着した場合、固定長
パケットに分割して、一定の周期で振り分け先を変更し
て振り分け処理を行う場合を示している（以降、時分割
振り分け処理と呼ぶ）。

【００２５】パケット振り分け手段１１は、可変長パケ
ットの到着時、到着パケットのヘッダ部分の情報を抽出
し、固定長パケット用のヘッダ情報を生成する。そし
て、可変長パケットを一定のタイムスロット間隔で分割
し、固定長パケット用のヘッダ情報を付加して、振り分
けて出力する。図の場合では、６４バイト間隔で可変長
パケットを分割し、生成した固定長パケットを３方路へ
振り分けて、各方路のフローグループ分類手段１２へ出
力している。

【００２６】時分割振り分け処理では、到着したパケッ
トの有効／無効にかかわらず、最初に、（出力方路数×
分割タイムスロット）にパケット流を分割し、その分割
したパケットをさらに出力方路数で分割して、出力方路
に振り分ける。

【００２７】図では出力方路数が３で、分割タイムスロ
ットが６４バイトなので、最初に１９２（＝６４×３）
バイトにパケット流を分割し、その１９２バイトを３分
割した６４バイトを、一定周期で各出力方路に順に振り
分ける。

【００２８】したがって、図の場合では、１２０バイト
のパケットＰ１と７２バイトの空きパケット（計１９２
バイト）を６４バイトに３分割し、固定長パケットのヘ
ッダを付加して（以下の説明では、固定長パケットのヘ
ッダを付加する旨は省略する）、６４バイトのパケット
Ｐ１−１を出力方路＃Ａ１へ、５６バイトのパケットＰ
１−２及び８バイトのパディング（固定長パケットを生
成するために空き領域を埋めるための空きデータ）を出
力方路＃Ａ２へ、６４バイトの空きパケットを出力方路
＃Ａ３へ振り分ける。

【００２９】次に８バイトの空きパケット、１００バイ
トのパケットＰ２及び８４バイトのパケットＰ３（計１
９２バイト）に対しては、８バイトのパディング及び５
６バイトのパケットＰ２−１を出力方路＃Ａ１へ、４４
バイトのパケットＰ２−２及び２０バイトのパディング
を出力方路＃Ａ２へ、４４バイトのパディング及び２０
バイトのパケットＰ３−１を出力方路＃Ａ３へ、６４バ
イトのパケットＰ３−２を出力方路＃Ａ１へ振り分け
る。そして、残りの２０バイトのパケットＰ３−３は出
力方路＃Ａ２へ振り分ける。

【００３０】ここで、振り分け処理中に、現在振り分け
ているパケットと別パケットがきた場合には、空き領域
があればパディングを入れ、その別パケットは別方路へ
振り分ける。図の場合では、パケットＰ２−２でパケッ
トＰ２はエンドなので、パケットＰ２−２を出力方路＃
Ａ２へ振り分けたら、その空き領域にはパディングを挿
入し、パケットＰ３（パケットＰ３−１）に対しては出
力方路＃Ａ３へ振り分けている。

【００３１】また、パケットＰ３−１は、固定長パケッ
トヘッダの直後に振り分けられずに、４４バイトのパデ
ィングの後に振り分けられている。これは、パケット振
り分け手段１１の内部処理に関係しており、例えば、パ
ケット振り分け手段１１の内部バッファに４４バイトの
パケットＰ２−２を書き込んだ後に、２０バイトのパケ
ットＰ３−１を書き込む際に、パケットＰ２−２を振り
分けた後に内部バッファの先頭に戻ってパケットＰ３−
１を書き込むのではなく、パケットＰ２−２を書き込ん
だ直後の位置から即座に書き込むような処理をしてい
る。このような制御のために、パケットＰ３−１は、４
４バイトのパディングの後に振り分けられる。

【００３２】図５はパケット振り分け手段１１の動作内
容を示す図である。この例では、可変長パケットが到着
した場合、固定長パケットに分割し、パケットが到着し
ない間は振り分け処理を一旦停止する場合を示している
（以降、到着順振り分け処理と呼ぶ）。到着順振り分け
処理では、可変長パケットが到着しない間は、振り分け
処理を停止する。それ以外の振り分け制御については図
４の処理と同じである。

【００３３】図では出力方路数が３で、分割タイムスロ
ットが６４バイトなので、最初に１９２（＝６４×３）
バイトにパケット流を分割し、その１９２バイトを３分
割した６４バイトを、到着順に各出力方路に振り分け
る。

【００３４】したがって、図の場合では、１２０バイト
のパケットＰ１と７２バイトの空きパケット（計１９２
バイト）を６４バイトに３分割して、６４バイトのパケ
ットＰ１−１を出力方路＃Ａ１へ、５６バイトのパケッ
トＰ１−２及び８バイトのパディングを出力方路＃Ａ２
へ、そして残りの６４バイトについては振り分け処理を
停止する。

【００３５】また、８バイトの空きパケット、１００バ
イトのパケットＰ２及び８４バイトのパケットＰ３（計
１９２バイト）に対しては、８バイトの空きパケット及
び５６バイトのパケットＰ２−１を出力方路＃Ａ３へ振
り分け、４４バイトのパケットＰ２−２及び２０バイト
のパディングを出力方路＃Ａ１へ、４４バイトのパディ
ング及び２０バイトのパケットＰ３−１を出力方路＃Ａ
２へ、６４バイトのパケットＰ３−２を出力方路＃Ａ３
へ振り分ける。そして、残りの２０バイトのパケットＰ
３−３は出力方路＃Ａ１へ振り分ける。

【００３６】以上説明したように、パケット振り分け手
段１１では、時分割振り分け処理または到着順振り分け
処理のいずれか一方の振り分け処理を行う構成とした。
時分割振り分け処理では、到着パケットの有効／無効に
かかわらず一定周期で振り分けるために、簡易なハード
ウェア構成で実現できる。ただし、振り分けの周期とパ
ケットの到着パタンに何らかの依存関係があったとき、
ある振り分け方路に対してバースト的にパケットが転送
されるため、後段に必要なバッファ量が多くなる。

【００３７】また、到着順振り分け処理では、可変長パ
ケットが到着しない間は振り分け処理を停止するため
に、振り分けるパケットの数が均等になり、よってバッ
ファへの負荷を均等にできるので、必要なバッファ量を
少なくできる。

【００３８】次に本発明の固定長ヘッダ情報生成手段に
ついて説明する。図６は固定長ヘッダ情報生成手段の構
成及び動作を示す図である。固定長ヘッダ情報生成手段
１６がパケット振り分け手段１１の前段に設置されてい
る場合を示している。

【００３９】固定長ヘッダ情報生成手段１６は、分離・
生成手段１６ａとペイロードメモリ１６ｂから構成され
る。分離・生成手段１６ａは、到着した可変長パケット
のヘッダ情報とペイロードとを分離する。そして、分離
されたペイロードは、ペイロードメモリ１６ｂへ送信さ
れる。

【００４０】ペイロードメモリ１６ｂは、送信されたペ
イロードを格納し、格納した際の書き込みアドレスを分
離・生成手段１６ａに送信する。分離・生成手段１６ａ
は、分離したヘッダ情報から必要な情報を抽出して図３
で上述した固定長パケット用のヘッダ情報をあらたに生
成する。

【００４１】また、この固定長ヘッダ情報の図３で説明
した行番号１６のＡｄｄｒｅｓｓフィールドに、ペイロ
ードを書き込んだ際の書き込みアドレスを記入する。そ
して、パケット振り分け手段１１では、固定長ヘッダ情
報生成手段１６から送信された固定長ヘッダ情報を複数
の並列ラインに振り分けて出力する。

【００４２】図では、可変長パケットＰ１は固定長ヘッ
ダ情報Ｐ１ｈに対応し、可変長パケットＰ２は固定長ヘ
ッダ情報Ｐ２ｈに対応している。図７は固定長ヘッダ情
報生成手段の構成及び動作を示す図である。固定長ヘッ
ダ情報生成手段１６がパケット振り分け手段１１の後段
に設置されている場合を示している。図の場合では、３
本の並列ライン毎に固定長ヘッダ情報生成手段１６−１
〜１６−３が設置しており、パケット振り分け手段１１
で振り分けられたパケットに対して、各並列ライン毎に
固定長ヘッダ情報を生成している。生成した固定長ヘッ
ダ情報は、フローグループ分類手段１２へ送信される。
ここでパケット振り分け手段１１では到着した可変長パ
ケットを到着順にしたがって、各並列ラインに振り分け
る。

【００４３】このように、固定長ヘッダ情報生成手段１
６を設けることにより、可変長パケットからペイロード
を分離した固定長ヘッダ情報を生成して、これを後段の
処理部へ送信することにしてもよい。

【００４４】なお、図６や図７の場合では、本発明のパ
ケット通信装置のスイッチ部（図１５以降で後述する）
の手前まで固定長ヘッダ情報で処理を行い、スイッチン
グ処理する際には、先に分離したペイロードを固定長ヘ
ッダ情報に合成して、固定長パケットの形にして、スイ
ッチ部へ入力することになる。

【００４５】次にパケットのフローグループ分類処理か
ら、シーケンス番号の付与、バッファリング、フロー振
り分け処理までのフロー振り分けスケジューリング動作
について説明する。

【００４６】図８はフローグループ分類手段１２及びシ
ーケンス番号付与手段１３の動作を示す図である。パケ
ット振り分け手段１１で可変長パケットが固定長パケッ
トに変換され、４並列ラインに振り分けられている。

【００４７】フローグループ分類手段１２−１〜１２−
４は、各並列ラインに設置し、受信した固定長パケット
（または固定長ヘッダ情報）をフローグループに分類す
る。ここでは４つのフローグループに分類するものとす
る。

【００４８】例えば、フローグループ識別子をＦＧ１〜
ＦＧ４とすると、フローグループ分類手段１２−１は、
受信した固定長パケットを４つのフローグループに分類
して、分類したそれぞれの固定長パケットにフローグル
ープ識別子ＦＧ１〜ＦＧ４を記入して、例えば図のよう
にして出力する。このフローグループ識別子を記入する
フィールドは、図３で説明した行番号０のフローグルー
プ識別子のフィールドである。

【００４９】シーケンス番号付与手段１３は、フローグ
ループ識別子が書き込まれた固定長パケットに、フロー
グループ毎にユニークなシーケンス番号を付与する。な
お、シーケンス番号を記入するフィールドは、図３で説
明した行番号２のＳＮのフィールドである。

【００５０】ここでは説明を簡単にするために例えば、
フローグループＦＧ１の固定長パケットには数字のシー
ケンス番号、フローグループＦＧ２の固定長パケットに
はローマ数字、フローグループＦＧ３の固定長パケット
には小文字の英字、フローグループＦＧ４の固定長パケ
ットには大文字の英字を付与するものとする。

【００５１】したがって、シーケンス番号付与手段１３
は、図のようにしてシーケンス番号が付与される。ま
た、シーケンス番号が付与された固定長パケットは、バ
ッファリング手段１４へ送信される。

【００５２】次にバッファリング手段１４について説明
する。図９、図１０はバッファリング手段１４の構成及
び動作を示す図であり、図１１は読み出し制御手段の読
み出し動作を示す図である。バッファリング手段１４
は、フローグループバッファ１４０−１〜１４０−４
（総称してフローグループバッファ１４０）と読み出し
制御手段１４１から構成される。ここでは、並列ライン
が４本なので、各並列ライン毎にフローグループバッフ
ァ１４０−１〜１４０−４が設置している。また、フロ
ーグループバッファ１４０は、分離部１４ａ、キューＱ
１〜Ｑ４、出力部１４ｂから構成される。

【００５３】ここで、フローグループバッファ１４０−
１に対し、分離部１４ａは、シーケンス番号が付与され
た固定長パケットをフローグループＦＧ１〜ＦＧ４毎に
分離してキューＱ１〜Ｑ４へ出力する。キューＱ１〜Ｑ
４は、それぞれのフローグループＦＧ１〜ＦＧ４に対応
しており、フローグループ毎にキューイングした後に、
出力部１４ｂへ固定長パケットを送信する。出力部１４
ｂでは読み出し制御手段１４１からの読み出し制御にも
とづいて固定長パケットを出力する。

【００５４】読み出し制御手段１４１は、フローグルー
プ毎に、読み出しを行うための読み出しカウンタを持っ
ている。読み出し手順としては図１１に示すように、ま
ずカウント＃１でシーケンス番号１、ｉ、ａ、Ａの固定
長パケットの読み出し指示をフローグループバッファ１
４０−１〜１４０−４内の出力部１４ｂに送信する。

【００５５】すると、フローグループバッファ１４０−
１は、シーケンス番号１、ｉの固定長パケットを有して
いるが、ここではシーケンス番号１の固定長パケットを
出力する（このように、シーケンス番号１の固定長パケ
ットとシーケンス番号ｉの固定長パケットといったよう
に、複数の出力候補がある場合には、出力の順番はラウ
ンドロビンなどを用いて決める）。

【００５６】同様にして、フローグループバッファ１４
０−２は、シーケンス番号ａの固定長パケットを出力す
る。フローグループバッファ１４０−３は、カウント＃
１によるシーケンス番号の固定長パケットは有していな
いため、空き出力となる。また、フローグループバッフ
ァ１４０−４は、シーケンス番号Ａの固定長パケットを
出力する。

【００５７】ここで、読み出し制御手段１４１内の読み
出しカウンタにおいては、カウント＃１でシーケンス番
号１、ａ、Ａが読み出されたので、カウント＃２でシー
ケンス番号は２、ｂ、Ｂとインクリメントされる。ま
た、カウント＃１のシーケンス番号ｉは読み出されなか
ったので、インクリメントされずにカウント＃２でシー
ケンス番号はｉのままとなる。

【００５８】次に読み出し制御手段１４１は、カウント
＃２でシーケンス番号２、ｉ、ｂ、Ｂの固定長パケット
の読み出し指示を、フローグループバッファ１４０−１
〜１４０−４内の出力部１４ｂに送信する。

【００５９】フローグループバッファ１４０−１は、シ
ーケンス番号ｉの固定長パケットを出力する。フローグ
ループバッファ１４０−２は、シーケンス番号２の固定
長パケットを出力する。フローグループバッファ１４０
−３は、シーケンス番号ｂの固定長パケットを出力す
る。フローグループバッファ１４０−４は、カウント＃
２によるシーケンス番号の固定長パケットは有していな
いため、空き出力となる。

【００６０】また、読み出し制御手段１４１内の読み出
しカウンタにおいては、カウント＃２でシーケンス番号
２、ｉ、ｂが読み出されたので、カウント＃３でシーケ
ンス番号は３、ｉｉ、ｃとインクリメントされる。ま
た、カウント＃２のシーケンス番号Ｂは読み出されなか
ったので、インクリメントされずにカウント＃３でシー
ケンス番号はＢのままとなる。以降、同様の手順でフロ
ーグループバッファ１４０から固定長パケットが読み出
される。

【００６１】以上説明したように、バッファリング手段
１４では、フローグループ対応のシーケンス番号が付加
された固定長パケットの蓄積・読み出し制御を行う構成
とした。これにより、フロー内でのパケット順序逆転を
防ぎ、効率のよい整列制御を行うことが可能になる。

【００６２】次にフロー振り分けスイッチ１５について
説明する。図１２はフロー振り分けスイッチ１５の動作
を示す図である。フロー振り分けスイッチ１５は、バッ
ファリング手段１４から送信された固定長パケットをフ
ローグループ毎に振り分けて出力する。図では、上から
順にフローグループＦＧ１〜ＦＧ４の固定長パケットが
出力されている。なお、固定長パケットを出力する際
は、バッファリングを行って、間隔が空いている部分を
なくして出力してもよい。

【００６３】次にフロー振り分けスケジューリングに関
する他の実施の形態について説明する。以下の第１の変
形例では、フローグループとは独立にシーケンス番号を
付与してフロー振り分けスケジューリングを行う。

【００６４】図１３はシーケンス番号付与手段の動作を
示す図である。図中、シーケンス番号付与手段１３０−
１〜１３０−４（総称してシーケンス番号付与手段１３
０）の手前までは図８と同様である。シーケンス番号付
与手段１３０は、フローグループ識別子が付与された固
定長パケットを受信した際に、フローグループ分類手段
１２に同期して、タイムスロット毎に、フローグループ
とは独立にシーケンス番号（ここではタイムスタンプ値
と呼ぶ）をパケットに付与する。図中の括弧内の数字が
タイムスタンプ値である。また、タイムスタンプ値が付
与されたパケットは、並列ラインＬ１〜Ｌ４を通じて、
フロー振り分けスイッチ１５０へ送信される。

【００６５】図１４、図１５はフロー振り分けスイッチ
及びバッファリング手段の動作を示す図である。フロー
振り分けスイッチ１５０は、出力バッファ型スイッチで
あり、シーケンス番号付与手段１３０−１〜１３０−４
から出力されたパケットを受信して、フローグループ毎
にスイッチングする。

【００６６】バッファリング手段は、フローグループバ
ッファ１４２−１〜１４２−４（総称してフローグルー
プバッファ１４２）で構成される。フローグループバッ
ファ１４２内のキューＱ１〜Ｑ４は、各並列ラインに対
応して、同一フローグループのパケットキューイングを
行う。

【００６７】例えば、フローグループバッファ１４２−
１のキューＱ１では、並列ラインＬ１のフローグループ
ＦＧ１のパケットを格納し、キューＱ２は並列ラインＬ
２のフローグループＦＧ１のパケットを格納し、キュー
Ｑ３は並列ラインＬ３のフローグループＦＧ１のパケッ
トを格納し、キューＱ４は並列ラインＬ４のフローグル
ープＦＧ１のパケットを格納する。フローグループバッ
ファ１４２−２〜１４２−４についても同様にして、各
並列ラインからフローグループＦＧ２〜ＦＧ４のパケッ
トがそれぞれ格納される。

【００６８】また、フローグループバッファ１４２は、
タイムスタンプ値の番号順にラウンドロビンによりパケ
ットを読み出して、各フローグループに分けられたパケ
ットを出力する。

【００６９】このような第１の変形例の構成により、パ
ケットの逆順を発生させずに、効率のよいフロー振り分
けスケジューリングを行うことが可能になる。また、フ
ローグループバッファからの読み出し制御に対しては、
内部処理速度をアップしてスループットの低下に対処す
る。

【００７０】次にフロー振り分けスケジューリングの第
２の変形例について説明する。図１６はシーケンス番号
付与手段の動作を示す図である。図中、シーケンス番号
付与手段１３１−１〜１３１−４（総称してシーケンス
番号付与手段１３１）の手前までは図８と同様である。
シーケンス番号付与手段１３１は、フローグループ識別
子が付与された固定長パケットを受信した際に、フロー
グループ分類手段１２に同期して、タイムスロット毎
に、フローグループとは独立にタイムスタンプ値をパケ
ットに付与する。また、この場合、ｎ＝０、１、２、…
とすると、シーケンス番号付与手段１３１−１〜１３１
−４は、４ｎ＋１、４ｎ＋２、４ｎ＋３、４ｎ＋４のタ
イムスタンプ値をそれぞれ付与する。図中の括弧内の数
字がタイムスタンプ値である。また、タイムスタンプ値
が付与されたパケットは、並列ラインＬ１〜Ｌ４を通じ
て、フロー振り分けスイッチ１５１へ送信される。

【００７１】図１７、図１８はフロー振り分けスイッチ
及びバッファリング手段の動作を示す図である。フロー
振り分けスイッチ１５１は、出力バッファ型スイッチで
あり、シーケンス番号付与手段１３１−１〜１３１−４
から出力されたパケットを受信して、フローグループ毎
にスイッチングする。

【００７２】バッファリング手段は、フローグループバ
ッファ１４３−１〜１４３−４（総称してフローグルー
プバッファ１４３）で構成される。フローグループバッ
ファ１４３内のキューＱ１〜Ｑ４は、各並列ラインに対
応して、同一フローグループのパケットキューイングを
行う。また、フローグループバッファ１４３は、タイム
スタンプ値の最も小さい番号順にパケットを読み出し
て、各フローグループに分けられたパケットを出力す
る。

【００７３】このような第２の変形例の構成により、パ
ケットの逆順を発生させずに、効率のよいフロー振り分
けスケジューリングを行うことが可能になる。また、第
１の変形例とは異なり、同一のタイムスタンプ値が存在
しないため、フローグループバッファからの読み出し制
御が簡単になり、かつ内部処理速度をアップすることが
不要となる。

【００７４】次にＱｏＳを考慮した際のフローグループ
分類手段１２及びフローグループバッファ１４０につい
て説明する。図１９はＱｏＳ制御を付加した場合のフロ
ーグループ分類手段の構成を示す図である。

【００７５】フローグループ分類手段１２Ａは、ＱｏＳ
クラス選択手段１２ａ、フローグループ識別子付与手段
１２ｂ−１、１２ｂ−２、出力手段１２ｃから構成され
る。ＱｏＳクラス選択手段１２ａは、受信した固定長パ
ケットのＱｏＳをクラス毎に選択して出力する。フロー
グループ識別子付与手段１２ｂ−１、１２ｂ−２は、Ｑ
ｏＳ対応にフローグループ識別子を付与する。出力手段
１２ｃはフローグループ識別子が付与された固定長パケ
ットを出力する。

【００７６】図の例では、ＱｏＳ＃０の固定長パケット
にはフローグループ識別子ＦＧ１、ＦＧ２が付与され、
ＱｏＳ＃１の固定長パケットにはフローグループ識別子
ＦＧ３、ＦＧ４が付与されている。このように、ＱｏＳ
に対応してフローグループ分けを行うことで、ＱｏＳク
ラス間の干渉を避けることができ、品質を保証すること
が可能になる。

【００７７】図２０はＱｏＳ制御を付加した場合のフロ
ーグループバッファの構成を示す図である。フローグル
ープバッファ１４０Ａは、ＱｏＳクラス選択手段４ａ、
フローグループバッファ部１４０ａ、１４０ｂ、優先制
御手段４ｂから構成される。

【００７８】ＱｏＳクラス選択手段４ａは、受信した固
定長パケットのＱｏＳをクラス毎に選択して出力する。
フローグループバッファ部１４０ａ、１４０ｂは、図
９、１０で説明したフローグループバッファと同様の構
成であり、ＱｏＳクラス毎に振り分けられた固定長パケ
ットのバッファリングを行って、読み出し制御手段１４
１により読み出される。優先制御手段４ｂは、読み出さ
れた固定長パケットをさらに優先度の高い順に出力する
（ＱｏＳ＃０が帯域保証型で、ＱｏＳ＃１がベストエフ
ォートの場合、ＱｏＳ＃０のパケットの方を優先して出
力する）。このような処理を行うことで、ＱｏＳクラス
間の干渉を避けることができ、品質を保証することが可
能になる。

【００７９】次に入力回線インタフェース装置１０を適
用した本発明のパケット通信装置について説明する。図
２１は本発明のパケット通信装置の構成を示す図であ
る。パケット通信装置１００は、複数の入力回線を収容
して、ハードウェアベースで並列してルーティング処理
を行って、パケットを所定の出力回線へ出力するルータ
装置である。

【００８０】複数の各入力回線には、入力回線インタフ
ェース部１０（図１の入力回線インタフェース装置１０
に該当する）が設置し、入力回線インタフェース部１０
の出力側には、入力回線インタフェース部１０で振り分
けられた数のパケット処理部２０−１〜２０−ｎ（総称
してパケット処理部２０）が設置する。

【００８１】パケット処理部２０の後段には、ＶＯＱ
（Virtual Output Queue）３ａ、スケジューラ３ｂ、ク
ロスバースイッチ３ｃ、ＶＩＱ(Virtual Input Queue)
３ｄから構成されるスイッチ部３０と、キュー制御手段
４１、マージ（結合）手段４２から構成される出力回線
インタフェース部４０が設置する。

【００８２】動作としては、まず、入力回線インタフェ
ース部１０は、各入力回線から入力された可変長パケッ
トを、固定長パケットに変換し、かつフローグループに
分類して出力する。

【００８３】パケット処理部２０は、パケット処理とし
て、レイヤ３関連の処理を主に行う。例えば、入力され
る同一フローグループのパケットに対して、ＩＰアドレ
スから出力回線を選択するルーティング制御や、ＩＰア
ドレスやポート番号を参照してパケットを受け付けたり
または廃棄するフィルタリング制御などを行う。

【００８４】スイッチ部３０のＶＯＱ３ａは、パケット
処理されたパケットのキューイングを行う。スケジュー
ラ３ｂは、各ＶＯＱ３ａからパケットを読み出す際に、
競合しないようにスケジューリング処理を行って読み出
し、クロスバースイッチ３ｃへ送信する。クロスバース
イッチ３ｃは、パケットを出力回線へ向けてスイッチン
グする。ＶＩＱ３ｄは、スイッチング後のパケットを格
納して、出力回線インタフェース部４０へ送信する。

【００８５】出力回線インタフェース部４０のキュー制
御手段４１は、フローグループ内での品質を保持するた
めのキューイングを行う。マージ手段４２は、品質を保
持しながらパケットをマージして出力回線へ出力する。

【００８６】なお、スイッチ部３０では、固定長パケッ
ト単位にスイッチングを行う入力バッファ型スイッチを
用いているので、スイッチング後、ＶＩＱ３ｄにより可
変長パケットへ組み立てなおし、キュー制御手段４１へ
書き込む。ただし、キュー制御手段４１の処理を簡便に
するために、完全な可変長パケットに戻すのではなく、
複数の固定長パケットにより構成される可変長パケット
とし、出力回線より出力される直前の部分において、固
定長パケットのオーバヘッド部分を取り除き、最終的な
元の可変長パケットへ戻すものとする。

【００８７】次にキュー制御手段４１の動作について説
明する。ここで、４０Ｇｂ／ｓの入力回線を収容して、
１０Ｇｂ／ｓ毎に振り分けてスイッチングされてきたパ
ケットを、再び４０Ｇｂ／ｓの出力回線から出力する場
合を考える。

【００８８】入力回線インタフェース部１０で４本の１
０Ｇｂ／ｓのラインに振り分けて、その後にパケット処
理、スイッチングを行っているが、実際にはそれぞれの
ラインで速度に偏りが生じてくる。

【００８９】ＶＩＱ３ｄは、例えば、ラウンドロビンな
どで読み出し制御を行って、各フローへパケットを出力
するので、これをそのままマージすると品質が保証され
ずに出力回線へ出力することになる。また、マージ後の
パケット流をキューイングして品質制御を行おうとする
と、高速かつ複雑な処理が必要となる。

【００９０】したがって、キュー制御手段４１では、Ｖ
ＩＱ３ｄから読み出されたパケットを一旦キューイング
して、各フローに対し１０Ｇｂ／ｓの帯域を保証してマ
ージ手段４２へ出力する。

【００９１】次にＱｏＳを考慮した際のキュー制御手段
４１について説明する。図２２はＱｏＳ制御を付加した
場合のキュー制御手段４１の構成を示す図である。キュ
ー制御手段４１は、ＱｏＳクラス選択手段４１ａ、キュ
ー４１ｂ−１、４１ｂ−２、出力手段４１ｃから構成さ
れる。

【００９２】ＱｏＳクラス選択手段４１ａは、受信した
パケットのＱｏＳをクラス毎に選択して出力する。キュ
ー４１ｂ−１、４１ｂ−２は、ＱｏＳクラス毎に振り分
けられた固定長パケットのキューイングを行う。

【００９３】出力手段４１ｃは、例えば、１０Ｇｂ／ｓ
の帯域を保証しながら、ＱｏＳクラスの優先度にもとづ
いてパケットを出力する。すなわち、キュー４１ｂ−１
内にＱｏＳ＃０のパケットがあればこれを優先して読み
出し、ＱｏＳ＃０のパケットがなくなった場合に、キュ
ー４１ｂ−２内に蓄積されたＱｏＳ＃１のパケットを読
み出す。また、このようなＱｏＳの優先制御に加えて、
所定の帯域を保証してパケットをマージ手段４２へ出力
する。

【００９４】次にマージ手段４２について説明する。図
２３はマージ手段４２の構成を示す図である。マージ手
段４２は、巡回カウント値付与手段４２ａ、マージキュ
ー４２ｂ−１〜４２ｂ−４、カウント値検索手段４２ｃ
から構成される。

【００９５】巡回カウント値付与手段４２ａは、キュー
制御手段４１から出力されるパケットを到着順に巡回的
にカウントして巡回カウント値を付与する。マージキュ
ー４２ｂ−１〜４２ｂ−４は、巡回カウント値が付与さ
れたパケットをキューイングする。カウント値検索手段
４２ｃは、マージキュー４２ｂ−１〜４２ｂ−４から出
力されたパケットの巡回カウント値を比較し、若番号順
に出力回線へマージして出力する。

【００９６】このように、マージ手段４２では、キュー
制御手段４１から送信されたパケットに到着順に巡回番
号を付けて、この番号にもとづいてマージ出力する構成
としたので、品質保持を崩さずにマージすることが可能
になる。

【００９７】次にＱｏＳを考慮した際のマージ手段につ
いて説明する。図２４はＱｏＳ制御を付加した場合のマ
ージ手段の構成を示す図である。マージ手段４２Ａは、
ＱｏＳに対応してフローグループを分類したフローグル
ープ分類手段１２Ａ（図１９で上述）を用いた場合に適
用されるマージ手段である。

【００９８】ここで、ＱｏＳ＃０を帯域保証型、ＱｏＳ
＃１をベストエフォートとすると、ＱｏＳ＃０に割り当
てられたフローグループ間に対してのみ、巡回カウント
番号を利用した到着順序にもとづいた読み出し制御を行
い、ＱｏＳ＃１に割り当てられたフローグループ間の読
み出し制御は、ラウンドロビンで行う。そして、優先制
御手段４２ｄは、カウント値検索手段４２ｃの読み出し
パケットと、マージキュー４２ｂ−３、４２ｂ−４から
のラウンドロビンによる読み出しパケットと、の優先制
御を行って出力する。すなわち、カウント値検索手段４
２ｃからの出力がなくなった場合にマージキュー４２ｂ
−３、４２ｂ−４からのラウンドロビンによる読み出し
パケットが選択されて出力されることになる。

【００９９】次にマージ手段４２の変形例について説明
する。図２５はマージ手段４２の第１の変形例を示す図
である。マージ手段４２Ｂは、巡回カウント値付与手段
４２ｄ−１〜４２ｄ−４、マージキュー４２ｅ−１〜４
２ｅ−４、カウント値検索手段４２ｆから構成される。

【０１００】巡回カウント値付与手段４２ｄ−１〜４２
ｄ−４は、並列ライン毎に配置され、キュー制御手段４
１から出力されるパケットを巡回的にカウントして巡回
カウント値を付与する。例えば、巡回カウント値付与手
段４２ｄ−１では、タイムスロットｔ１、ｔ３に空きデ
ータを、タイムスロットｔ２、ｔ４にフローグループＦ
Ｇ１のパケットからなるパケット流を受信している。こ
の場合、最初に到着したフローグループＦＧ１のパケッ
トには巡回カウント値１を付与する。また、このパケッ
トは、時間間隔を３タイムスロット分とるように広げら
れて後段のマージキュー４２ｅ−１で格納される。そし
て、タイムスロットｔ４で受信したフローグループＦＧ
１のパケットには、巡回カウント値４を付与する。

【０１０１】巡回カウント値付与手段４２ｄ−２では、
タイムスロットｔ４にフローグループＦＧ２のパケット
を受信しており、巡回カウント値４を付与する。巡回カ
ウント値付与手段４２ｄ−３では、タイムスロットｔ
４、ｔ５にフローグループＦＧ３のパケットを受信して
おり、巡回カウント値４、５をそれぞれに付与する。

【０１０２】巡回カウント値付与手段４２ｄ−４では、
タイムスロットｔ５、ｔ７に空きデータを、タイムスロ
ットｔ６にフローグループＦＧ４のパケットからなるパ
ケット流を受信しており、巡回カウント値５を付与す
る。また、このパケットは、時間間隔を３タイムスロッ
ト分とるように広げられて後段のマージキュー４２ｅ−
４で格納される。

【０１０３】マージキュー４２ｅ−１〜４２ｅ−４は、
巡回カウント値が付与されたパケットをキューイングす
る。カウント値検索手段４２ｆは、マージキュー４２ｅ
−１〜４２ｅ−４から出力されたパケットの巡回カウン
ト値を比較し、若番号順に出力回線へマージして出力す
る。なお、同一番号の場合はラウンドロビンで選択す
る。

【０１０４】図２６はマージ手段４２の第２の変形例を
示す図である。マージ手段４２Ｃは、巡回カウント値付
与手段４２ｇ−１〜４２ｇ−４、マージキュー４２ｈ−
１〜４２ｈ−４、カウント値検索手段４２ｉから構成さ
れる。

【０１０５】巡回カウント値付与手段４２ｇ−１〜４２
ｇ−４は、並列ライン毎に配置され、キュー制御手段４
１から出力されるパケットを巡回的にカウントして巡回
カウント値を付与する。また、この場合、ｎ＝０、１、
２、…とすると、巡回カウント値付与手段４２ｇ−１〜
４２ｇ−４は、４ｎ＋１、４ｎ＋２、４ｎ＋３、４ｎ＋
４の巡回カウント値をパケットに付与する。これによ
り、同一の巡回カウント値が現れないので、カウント値
検索手段４２ｉでは巡回カウント値を若番順に読むだけ
でよく、読み出す制御が簡単になる。その他の構成・動
作は、第１の変形例と同様である。

【０１０６】このように、マージ手段４２では、キュー
制御手段４１から送信されたパケットに到着順に巡回カ
ウント番号を付けて、この番号にもとづいてマージ出力
する構成としたので、品質保持を崩さずにマージするこ
とが可能になる。

【０１０７】なお、上記において、マージキューのオー
バーフロー防止のために、バックププレッシャ制御をか
けて、前段のキュー制御手段４１からの読み出しを停止
してもよい。また、マージキューとキュー制御手段４１
内のキューは論理的は独立であるが、物理的に同一のバ
ッファメモリを利用して所要バッファ量を削減してもよ
い。

【０１０８】次にパケット処理部２０でのルーティング
制御の処理負荷を軽減する場合について説明する。パケ
ット処理部２０が行うレイヤ３の処理では、一般には、
フィルタリング処理よりもルーティング処理の方が負荷
が大きい（検索するためのルックアップテーブルの規模
が大きい）。

【０１０９】したがって、ルーティング制御の処理負荷
を軽減する場合（ルックアップテーブルの規模を小さく
したい場合）、まず、フローグループ分類手段１２で
は、ディスティネーションアドレスのみをキーとして、
ハッシュ処理し、フローグループに分類する。また、分
類されたフローグループにパケット処理部２０をあらか
じめ対応させておく。そして、パケット処理部２０で
は、そのフローグループに対応するディスティネーショ
ンアドレスからなるルックアップテーブルを持って、ル
ーティングを行うようにする。

【０１１０】例えば、０〜４０の中の１つのディスティ
ネーションを持つパケットに対し、フローグループ分類
手段１２は、このディスティネーションアドレスをキー
としてハッシュ処理し、０〜１０をフローグループＦＧ
１、１１〜２０をフローグループＦＧ２、２１〜３０を
フローグループＦＧ３、３１〜４０をフローグループＦ
Ｇ４に分類したとする。

【０１１１】また、フローグループＦＧ１〜ＦＧ４それ
ぞれにパケット処理部２０−１〜２０−４をあらかじめ
対応させておく。そして、パケット処理部２０−１に
は、０〜１０のディスティネーションアドレスからなる
ルックアップテーブルを持たせる。同様に、パケット処
理部２０−２〜２０−４のそれぞれに、１１〜２０、２
１〜３０、３１〜４０のディスティネーションアドレス
からなるルックアップテーブルを持たせる。

【０１１２】このような構成にすることにより、１つの
パケット処理部が、０〜４０のディスティネーションア
ドレスからなるルックアップテーブルを持つのではな
く、フローグループに対応して分割して縮小化したルッ
クアップテーブルをパケット処理部に持たせることがで
きるので、パケット処理部２０でのルーティング制御の
処理負荷を軽減することができ、ハードウェア規模も縮
小することが可能になる。

【０１１３】次に本発明のパケット通信装置１００の変
形例について説明する。図２７はパケット通信装置１０
０の変形例の構成を示す図である。パケット通信装置１
００ａは、入力回線インタフェース部１０Ａを用いて入
力回線を収容する。その他の構成は、図２１のパケット
通信装置１００と同様である。

【０１１４】入力回線インタフェース部１０Ａは、入力
回線毎に設置されたフロー分割部１０ａ−１〜１０ａ−
ｎ（総称してフロー分割部１０ａ）と、１つのフロー振
り分けスイッチ１０ｂから構成される。フロー分割部１
０ａは、上述したパケット振り分け手段１１、フローグ
ループ分類手段１２、シーケンス番号付与手段１３及び
バッファリング手段１４から構成される。

【０１１５】また、フロー振り分けスイッチ１０ｂは、
スイッチ部３０のクロスバースイッチ３ｃを共用したも
のであり、クロスバースイッチ３ｃを用いて、フロー振
り分け機能を行うものである（同じスイッチにデータを
２回通すことになる）。

【０１１６】図２１のパケット通信装置１００では、入
力回線毎にフロー振り分けスイッチ１５を設置していた
が、パケット通信装置１００ａでは、１つのクロスバー
スイッチ３ｃを用いて、フロー振り分け機能とスイッチ
ング機能の２つを共用して使用する構成としたので、回
路規模の削減を図ることが可能になる。

【０１１７】また、パケット通信装置１００では、パケ
ット処理部２０が各入力回線毎にくくりつけの状態であ
ったが、パケット通信装置１００ａでは、設置されてい
るパケット処理部２０を自由に選択することができる。

【０１１８】したがって、１つのパケット処理部２０が
故障したり、処理負荷が高くなっている場合には、振り
分けたフローを他の任意のパケット処理部２０へ送信す
ることができるので、効率よく冗長性を持った処理を行
うことが可能になる。

【０１１９】以上説明したように、本発明の入力回線イ
ンタフェース装置１０は、ＩＰパケットのような可変長
パケットを固定長パケットに分割して、フローグループ
に分類してパケットを収容する構成とした。これによ
り、高速入力回線のパケットを効率よく収容することが
可能になる。

【０１２０】また、本発明のパケット通信装置１００
は、入力回線インタフェース部１０で入力処理を行った
後、各々のフローグループにレイヤ３の処理を並列に行
って、スイッチングし、各フローグループの品質を保持
したまま複数フローグループのパケットをマージして、
高速出力回線へ出力する構成とした。これにより、高速
・大容量ルーティング装置を実現することが可能にな
る。

【０１２１】（付記１） 入力回線側のパケットのイン
タフェース制御を行う入力回線インタフェース装置にお
いて、可変長パケットを分割して並列ラインに振り分け
て出力するパケット振り分け手段と、前記並列ライン毎
に前記パケットをフローグループに分類するフローグル
ープ分類手段と、前記フローグループに対応して、もし
くは独立にシーケンス番号を前記パケットに付与するシ
ーケンス番号付与手段と、前記シーケンス番号が付与さ
れたパケットのバッファリングを行って、前記フローグ
ループ内の前記パケットの整列制御を行うバッファリン
グ手段と、前記フローグループ毎に前記パケットを振り
分けて出力するフロー振り分けスイッチと、を有するこ
とを特徴とする入力回線インタフェース装置。

【０１２２】（付記２） 前記パケット振り分け手段
は、前記可変長パケットを固定長パケットに分割して振
り分け処理することを特徴とする付記１記載の入力回線
インタフェース装置。

【０１２３】（付記３） 前記パケット振り分け手段
は、一定の周期で振り分け先を変更する処理、またはパ
ケットが到着しない間は振り分け処理を停止する処理の
いずれか一方の振り分け処理を行うことを特徴とする付
記１記載の入力回線インタフェース装置。

【０１２４】（付記４） 前記パケット振り分け手段の
前段または後段に設置され、前記可変長パケットのヘッ
ダ情報とペイロードとを分離し、前記ペイロードはメモ
リに格納し、前記メモリに格納した際の書き込みアドレ
スと前記ヘッダ情報から抽出した情報とを含む固定長ヘ
ッダ情報を生成する固定長ヘッダ情報生成手段をさらに
有することを特徴とする付記１記載の入力回線インタフ
ェース装置。

【０１２５】（付記５） 前記フローグループ分類手段
は、ＱｏＳクラスに対応して前記パケットを前記フロー
グループに分類することを特徴とする付記１記載の入力
回線インタフェース装置。

【０１２６】（付記６） 前記バッファリング手段は、
ＱｏＳクラスに対応して前記パケットのバッファリング
を行うことを特徴とする付記１記載の入力回線インタフ
ェース装置。

【０１２７】（付記７） 前記シーケンス番号付与手段
は、同一番号が現れないように、前記シーケンス番号を
付与することを特徴とする付記１記載の入力回線インタ
フェース装置。

【０１２８】（付記８） パケットの通信制御を行うパ
ケット通信装置において、可変長パケットを分割して並
列ラインに振り分けて出力するパケット振り分け手段
と、前記並列ライン毎に前記パケットをフローグループ
に分類するフローグループ分類手段と、前記フローグル
ープに対応して、もしくは独立にシーケンス番号を前記
パケットに付与するシーケンス番号付与手段と、前記シ
ーケンス番号が付与されたパケットのバッファリングを
行って、前記フローグループ内の前記パケットの整列制
御を行うバッファリング手段と、前記フローグループ毎
に前記パケットを振り分けて出力するフロー振り分けス
イッチと、から構成される入力回線インタフェース部
と、入力される同一フローグループの前記パケットに対
するパケット処理を行うパケット処理部と、前記出力回
線へのスイッチング制御を行うスイッチ部と、スイッチ
ング後のパケットに対し、前記フローグループ内での品
質を保持するためのキューイングを行うキュー制御手段
と、前記パケットを前記出力回線へマージして出力する
マージ手段と、から構成される出力回線インタフェース
部と、を有することを特徴とするパケット通信装置。

【０１２９】（付記９） 前記キュー制御手段は、Ｑｏ
Ｓクラスに対応して前記パケットのキューイングを行う
ことを特徴とする付記８記載のパケット通信装置。 （付記１０） 前記マージ手段は、前記キュー制御手段
から出力されたパケットの到着順に巡回カウント番号を
付与して、前記巡回カウント番号の若番順に読み出して
マージすることを特徴とする付記８記載のパケット通信
装置。

【０１３０】（付記１１） 前記マージ手段は、同一番
号が現れないように前記巡回カウント番号を付与してマ
ージすることを特徴とする付記１０記載のパケット通信
装置。

【０１３１】（付記１２） 前記マージ手段は、ＱｏＳ
クラスに対応して前記パケットをマージすることを特徴
とする付記８記載のパケット通信装置。 （付記１３） 前記フローグループ分類手段は、ディス
ティネーションアドレスをキーとしてハッシュ処理して
前記パケットをフローグループに分類し、前記パケット
処理部は、前記フローグループに対応したディスティネ
ーションアドレスから構成されるルックアップテーブル
を有することを特徴とする付記８記載のパケット通信装
置。

【０１３２】（付記１４） 前記フロー振り分けスイッ
チは、前記スイッチ部で用いられるスイッチと共用して
使用することを特徴とする付記８記載のパケット通信装
置。

【０１３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の入力回線
インタフェース装置は、可変長パケットを分割して並列
ラインに振り分け、並列ライン毎にパケットをフローグ
ループに分類し、フローグループ内のパケットの整列制
御を行ってフローグループ毎に出力する構成とした。こ
れにより、高速入力回線のパケットを効率よく収容で
き、後段の処理負荷を低減させることが可能になる。

【０１３４】また、本発明のパケット通信装置は、入力
回線インタフェース装置で、高速回線のパケットを収容
し、パケット処理及びスイッチングされた後のパケット
をマージして出力する構成とした。これにより、高速・
大容量のルーティング制御を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力回線インタフェース装置の原理図
である。

【図２】可変長パケットの構成を示す図である。

【図３】固定長パケットの構成を示す図である。

【図４】パケット振り分け手段の動作内容を示す図であ
る。

【図５】パケット振り分け手段の動作内容を示す図であ
る。

【図６】固定長ヘッダ情報生成手段の構成及び動作を示
す図である。

【図７】固定長ヘッダ情報生成手段の構成及び動作を示
す図である。

【図８】フローグループ分類手段及びシーケンス番号付
与手段の動作を示す図である。

【図９】バッファリング手段の構成及び動作を示す図で
ある。

【図１０】バッファリング手段の構成及び動作を示す図
である。

【図１１】読み出し制御手段の読み出し動作を示す図で
ある。

【図１２】フロー振り分けスイッチの動作を示す図であ
る。

【図１３】シーケンス番号付与手段の動作を示す図であ
る。

【図１４】フロー振り分けスイッチ及びバッファリング
手段の動作を示す図である。

【図１５】フロー振り分けスイッチ及びバッファリング
手段の動作を示す図である。

【図１６】シーケンス番号付与手段の動作を示す図であ
る。

【図１７】フロー振り分けスイッチ及びバッファリング
手段の動作を示す図である。

【図１８】フロー振り分けスイッチ及びバッファリング
手段の動作を示す図である。

【図１９】ＱｏＳ制御を付加した場合のフローグループ
分類手段の構成を示す図である。

【図２０】ＱｏＳ制御を付加した場合のフローグループ
バッファの構成を示す図である。

【図２１】本発明のパケット通信装置の構成を示す図で
ある。

【図２２】ＱｏＳ制御を付加した場合のキュー制御手段
の構成を示す図である。

【図２３】マージ手段の構成を示す図である。

【図２４】ＱｏＳ制御を付加した場合のマージ手段の構
成を示す図である。

【図２５】マージ手段の第１の変形例を示す図である。

【図２６】マージ手段の第２の変形例を示す図である。

【図２７】パケット通信装置の変形例の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ 入力回線インタフェース装置 １１ パケット振り分け手段 １２−１〜１２−ｎ フローグループ分類手段 １３ シーケンス番号付与手段 １４−１〜１４−ｎ バッファリング手段 １５ フロー振り分けスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝永 博 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 (72)発明者 松岡 直樹 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 (72)発明者 加藤 次雄 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 HA08 HB28 JA01 JA06 KA03 KX12 KX13 LB11 LE14 5K034 EE11 KK25 KK27 MM18 MM25 NN16

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力回線側のパケットのインタフェース
   制御を行う入力回線インタフェース装置において、 可変長パケットを分割して並列ラインに振り分けて出力
   するパケット振り分け手段と、 前記並列ライン毎に前記パケットをフローグループに分
   類するフローグループ分類手段と、 前記フローグループに対応して、もしくは独立にシーケ
   ンス番号を前記パケットに付与するシーケンス番号付与
   手段と、 前記シーケンス番号が付与されたパケットのバッファリ
   ングを行って、前記フローグループ内の前記パケットの
   整列制御を行うバッファリング手段と、 前記フローグループ毎に前記パケットを振り分けて出力
   するフロー振り分けスイッチと、 を有することを特徴とする入力回線インタフェース装
   置。
2. 【請求項２】 前記パケット振り分け手段は、前記可変
   長パケットを固定長パケットに分割して振り分け処理す
   ることを特徴とする請求項１記載の入力回線インタフェ
   ース装置。
3. 【請求項３】 前記パケット振り分け手段は、一定の周
   期で振り分け先を変更する処理、またはパケットが到着
   しない間は振り分け処理を停止する処理のいずれか一方
   の振り分け処理を行うことを特徴とする請求項１記載の
   入力回線インタフェース装置。
4. 【請求項４】 パケットの通信制御を行うパケット通信
   装置において、 可変長パケットを分割して並列ラインに振り分けて出力
   するパケット振り分け手段と、前記並列ライン毎に前記
   パケットをフローグループに分類するフローグループ分
   類手段と、前記フローグループに対応して、もしくは独
   立にシーケンス番号を前記パケットに付与するシーケン
   ス番号付与手段と、前記シーケンス番号が付与されたパ
   ケットのバッファリングを行って、前記フローグループ
   内の前記パケットの整列制御を行うバッファリング手段
   と、前記フローグループ毎に前記パケットを振り分けて
   出力するフロー振り分けスイッチと、から構成される入
   力回線インタフェース部と、 入力される同一フローグループの前記パケットに対する
   パケット処理を行うパケット処理部と、 前記出力回線へのスイッチング制御を行うスイッチ部
   と、 スイッチング後のパケットに対し、前記フローグループ
   内での品質を保持するためのキューイングを行うキュー
   制御手段と、前記パケットを前記出力回線へマージして
   出力するマージ手段と、から構成される出力回線インタ
   フェース部と、を有することを特徴とするパケット通信
   装置。
5. 【請求項５】 前記マージ手段は、前記キュー制御手段
   から出力されたパケットの到着順に巡回カウント番号を
   付与して、前記巡回カウント番号の若番順に読み出して
   マージすることを特徴とする請求項４記載のパケット通
   信装置。