JP2002519912A - 出力ポートバッファの割当てを用いるフロー制御 - Google Patents

出力ポートバッファの割当てを用いるフロー制御

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JP2002519912A JP2000557403A JP2000557403A JP2002519912A JP 2002519912 A JP2002519912 A JP 2002519912A JP 2000557403 A JP2000557403 A JP 2000557403A JP 2000557403 A JP2000557403 A JP 2000557403A JP 2002519912 A JP2002519912 A JP 2002519912A
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Abstract

(57)【要約】 IEEE標準規格802.03によって規定される衝突検出を有する搬送波感知多重システム(CSMA/CD)を用いるローカルエリアネットワーク(LAN)のような情報ネットワークにおいて、フロー制御を実施するためのシステムである。情報ネットワークは、その情報ネットワークに接続される種々のコンピュータシステム間で、コンピュータデータのようなコンピュータ情報を送信する。情報ネットワークは、入力ポートを介して受信される情報パケットを出力ポートにルーティングすることができる情報ネットワークスイッチを備える。受信したパケットは、出力ポートを介して送信される前に出力ポートのバッファ内に保持される。出力ポートバッファの一部が入力ポートにそれぞれ割り当てられる。情報ネットワークスイッチが、入力ポートに割り当てられたバッファの部分の占有レベルが第1のレベルを越えるのに応じて、入力ポートに動作可能に接続された上流の情報パケット源にPAUSEフレームのような制御パケットを供給する。PAUSEフレームは、上流の情報パケット源が入力ポートに情報パケットを送信するのを禁止する。1つのシステムでは、上流の情報パケット源はそれぞれ、上流の情報パケット源の出力バッファの占有レベルが所定の閾値レベルを越える場合に、制御パケットを無視することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明はコンピュータシステム用の情報ネットワークに関し、より詳細には情
報ネットワークにおいてフロー制御を実施するためのシステムに関する。
【0002】 (背景技術) 情報ネットワークは、その情報ネットワークに動作可能に接続される種々のコ
ンピュータシステム間で、コンピュータデータのようなコンピュータ情報を送信
する。1つの情報ネットワークのタイプは、IEEE標準規格802.03によ
って定義されるような衝突検出を有する搬送波感知多重アクセス(CSMA/C
D)を用いるローカルエリアネットワーク(LAN)であり、その内容は参照し
て本明細書の一部としている。情報ネットワークに関する1つの課題は、ネット
ワーク上で送信される情報を如何に調整して、送信される情報量によってネット
ワークに負荷がかかり過ぎないようにするかということである。別の課題は、シ
ステムに動作可能に接続される複数のユーザの間でネットワークリソースを如何
に平等に割り当てるかということである。
【0003】 (発明の開示) 情報ネットワークスイッチの入力ポートの中で、情報ネットワークスイッチの
出力バッファの部分を割り当てることによって、ネットワークに動作可能に接続
される情報パケット発生器及びシンクの中でネットワークリソースを平等に割り
当てるフロー制御方法を実現できることがわかった。
【0004】 本発明の一態様では、情報ネットワークスイッチは、情報パケットを受信する
ための第1の入力ポートと、情報パケットを受信するための第2の入力ポートと
を備える。第1の入力ポートはイネーブル状態とディスエーブル状態とを有し、
第2の入力ポートはイネーブル状態とディスエーブル状態とを有する。また情報
ネットワークスイッチは、情報パケットを送信するための出力ポートも備える。
出力ポートは、出力ポートから送信される受信情報パケットを保持するためのバ
ッファを備える。バッファの第1の部分は第1の入力ポートからの情報パケット
を保持するために割り当てられ、バッファの第2の部分は第2の入力ポートから
の情報パケットを保持するために割り当てられる。第1の入力ポートは、バッフ
ァの第1の部分の占有レベルが第1のレベルを越えるのに応じて、イネーブル状
態からディスエーブル状態に移行する。第2の入力ポートは、バッファの第2の
部分の占有レベルが第1のレベルを越えるのに応じてイネーブル状態からディス
エーブル状態に移行する。
【0005】 別の態様では、本発明は情報ネットワークスイッチを備える情報ネットワーク
において情報のフローを制御するための方法を含む。その方法は、情報ネットワ
ークスイッチの第1の入力ポートを介して受信される情報パケットを保持するた
めに、情報ネットワークスイッチの出力ポートのバッファの第1の部分を割り当
てる過程と、情報ネットワークスイッチの第2の入力ポートを介して受信される
情報パケットを保持するために、バッファの第2の部分を割り当てる過程とを含
む。またその方法はバッファの第1の部分の占有レベルを判定する過程と、バッ
ファの第2の部分の占有レベルを判定する過程とを含む。さらにその方法は、バ
ッファの第1の部分の占有レベルが第1のレベルを越えるのに応じて、第1の入
力ポートに動作可能に接続される第1の情報パケット源に制御信号を供給し、第
1の情報パケット源が第1の入力ポートに情報パケットを送信するのを禁止する
過程を含む。またその発明は、バッファの第2のポートの占有レベルが第1のレ
ベルを越えるのに応じて、第2の入力ポートに動作可能に接続される第2の情報
パケット源に制御信号を供給し、第2の情報パケット源が第2の入力ポートに情
報パケットを送信するのを禁止する過程も含む。
【0006】 本発明の別の態様では、情報ネットワークスイッチは出力ポートに動作可能に
接続される情報パケット宛先に情報パケットを送信するための出力ポートを備え
る。出力ポートは、その情報パケット宛先に送信される情報パケットを保持する
ためのバッファを備える。出力ポートは非ホールド状態とホールド状態とを有す
る。非ホールド状態では、出力ポートは情報パケット宛先に出力バッファ内の情
報パケットを送信する。出力ポートは、情報ネットワークスイッチが情報パケッ
ト宛先によって供給される制御信号を受信するのに応じて、非ホールド状態から
ホールド状態に移行する。ホールド状態では、出力ポートは第1の下位状態と第
2の下位状態とを有し、第1の下位状態では、出力ポートは情報パケット宛先に
出力バッファ内の情報パケットを送信する。第2の下位状態では、出力ポートは
情報パケット宛先に情報パケットを送信しない。出力ポートは、バッファの占有
レベルが第1のレベルを越えるのに応じて、第2の下位状態から第1の下位状態
に移行する。
【0007】 本発明の別の態様では、情報ネットワークスイッチは情報パケット源から情報
パケットを受信するための複数の入力ポートと、情報パケット宛先にその入力ポ
ートから受信した情報パケットを送信するための複数の出力ポートとを備える。
出力ポートはそれぞれ、出力ポートから送信される受信情報パケットを保持する
ためのバッファを備える。また情報ネットワークスイッチは、入力ポートを、出
力ポートとして用いるためにそれぞれ割り当てるための手段を備える。
【0008】 本発明は、添付の図面を参照することにより、より十分に理解が進み、当業者
は種々の目的、特徴及び利点を理解できるであろう。種々の図面において同様の
参照符号は類似或いは同一の部分を示している。
【0009】 (発明の実施の形態) 以下に、発明の最良の実施形態について詳細に説明する。この説明は、発明の
例示を目的としたものであり、発明がこの実施形態に限定されるものではない。
【0010】 図1は、情報ネットワークの或る実施形態を示す。この情報ネットワークは、
それに動作可能に接続される情報発生器及び情報シンクの中での情報パケットの
転送が可能なものである。或る実施形態では、情報ネットワーク101は、IE
EE802.3標準に準拠したCSMA/CDを利用するコンピュータローカル
エリアネットワーク(LAN)である。情報発生器は、情報ネットワーク101
上で情報パケットの形で転送される情報を発生する装置である。情報シンクは、
発生器によって生成された情報パケットの形の情報を受信し、それを利用する装
置である。或る実施形態では、情報パケットに含められたその情報が、情報シン
クによって利用されるコンピュータデータである。情報発生器及び情報シンクの
例としては、コンピュータワークステーション(例えば107)、端末(例えば
105、109、及び111)、及びデスクトップコンピュータ(例えば113
)等が挙げられる。情報ネットワークによって、それに動作可能に接続されるこ
れらの情報発生器/情報シンクが互いに情報を交換することができる。他の種類
の情報発生器及び/又はシンクとしては、ノートブックコンピュータ、メインフ
レーム、サーバー、他の種類のコンピュータシステム、ブリンタ、スキャナ、又
は他の情報ネットワークを介して情報を発信又は受信できる装置等が挙げられる
【0011】 或る実施形態では、情報パケットは、IEEE802.3標準に準拠した情報
フレームである。IEEE802.3標準の下では、各フレームが、プリアンブ
ルフィールド、フレームデリミタフィールドの開始部分、宛先アドレスフィール
ド、発信元アドレスフィールド、データフィールド長、及び宛先に送られる情報
と、パッドフィールドと、チェックサムフィールドとを含むデータフィールドを
含む。
【0012】 図1において、情報発生器/シンク(105、107、109、111、及び
113)は、情報ネットワークスイッチ(121、122、及び123)及びネ
ットワークリンク(例えば131、133、135、136、及び137)を介
して互いに動作可能に接続されている。情報ネットワークスイッチは、情報パケ
ットに含められた情報により、スイッチの入力ポートを介して受信されたパケッ
トを出力ポートにルーティングする情報パケットルーティング装置である。各情
報ネットワークスイッチは、ネットワークリンクを介して入力ポートに動作可能
に接続される情報パケット源からの情報パケットを受信するための複数の入力ポ
ート(図1において入力方向の矢印によって表示されている入力ポート1〜N)
備える。情報パケット源としては、端末105のような情報パケット発生器又は
他のスイッチ等がある(例えば、スイッチ121はスイッチ122の入力ポート
Nの情報パケット源である)。各情報ネットワークスイッチは、ネットワークリ
ンクを介して出力ポートに動作可能に接続される情報パケット宛先へ情報パケッ
トを送信するための複数の出力ポート(図面において出力方向に矢印で示された
出力ポート1〜N)も含む。情報パケット宛先としては、端末111のような情
報シンク又は別の情報ネットワークスイッチ等がある(スイッチ123はスイッ
チ121の出力ポート3の情報パケット宛先である)。
【0013】 スイッチ、情報パケット発生器、及び情報パケットシンクは、ネットワークリ
ンクを介して互いに動作可能に接続されている。これらのネットワークリンクは
、情報パケットを転送するためのツイストペアケーブル、同軸ケーブル、光ファ
イバケーブル、又は他の機構を備え得る。図に示す実施形態では、そのリンクは
全二重リンク又は両方向性リンクである。情報パケットは、或るスイッチと別の
スイッチ又は発生器/シンクとの間で両方向に交換され得る。例えば、スイッチ
121及び123は、リンク131を介して動作可能に接続されており、リンク
131においては情報パケットがスイッチ121からリンク131のリンク13
1Aを介してスイッチ123に供給され、且つパケットがスイッチ123からリ
ンク131のリンク131Bを介してスイッチ121に供給される。或る実施形
態では、ネットワークにおいてリンクによってデータ転送レートが異なり、例え
ば、1秒当たり10メガビット(10Mbs)、100Mbs、又は1秒当たり
数ギガビット(数Gps)のデータ転送レートを有する各リンクが存在する。
【0014】 図2は、情報ネットワークスイッチの或る実施例を示す。情報ネットワークス
イッチ201は、情報ネットワークスイッチ121、122、及び123に類似
したものである。スイッチ201の各出力ポートは、各出力ポートを介して情報
パケットの宛先に送信される、受信した情報パケットを保持するための出力バッ
ファ(図2においてバッファ1、i、及びNで示されている)を備える。或る実
施形態では、出力バッファは各出力ポートが先入れ先出しの順番でその各出力バ
ッファに保持された情報パケットを送信するFIFOバッファである。
【0015】 スイッチ201は、各入力ポートを情報ネットワークスイッチの各出力ポート
と選択的に相互接続する際に用いられるスイッチング構造205を有する。入力
ポート1〜Nの1つを介して情報パケットを受信した時、スイッチ205は、そ
のパケットが有効なパケットであるか否か、及びその情報パケットが出力ポート
1〜Nの何れか若しくは全部から送信されるべきか否かを決定する。或る実施形
態では、情報ネットワークスイッチ201が、情報パケットが有効であるか否か
を決定し、且つ受信した情報パケットをどの出力ポートにルーティングするべき
かを決定するための、マイクロプロセッサ及び/又はハードウェアに組み込まれ
た回路のようなスイッチ処理エンジン 215を備える。情報ネットワークスイ
ッチは、スイッチ、ハブ、ゲートウェイ、ルータ、集配信装置と呼ばれたり、又
はその他の名称で呼ばれることもある。或る実施形態では、ネットワークスイッ
チは非閉塞出力バッファ付きスイッチである。
【0016】 図3は、本発明による情報ネットワークスイッチの出力ポートの或る実施形態
を示す。出力ポート301は、FIFO出力バッファ305、バッファカウンタ
307、及びバッファカウンタ1〜Nを有する。出力ポート301から送信され
る、スイッチの入力ポートから受信した情報パケットはバッファ305に蓄積さ
れ得る。
【0017】 バッファカウンタ307は、図に示す実施形態では、バッファ305の占有レ
ベルを示すカウンタ信号を供給する。バッファへの蓄積が許容された各情報パケ
ット毎に、バッファカウンタ307が1だけインクリメントされる。バッファ3
05に保持された各情報パケットが出力ポート301から送信される毎に、バッ
ファカウンタ307は1だけデクリメントされる。従って、カウンタの値は、図
に示す実施形態ではバッファの占有レベルを表すバッファ307内の情報パケッ
ト数を示す。
【0018】 出力ポート301は、図に示す実施形態では、出力バッファ305の一部を情
報ネットワークスイッチの入力ポートのそれぞれに割当てることができるように
する複数のカウンタ(1〜N)も含む。各カウンタは、図に示す実施形態では、
バッファ305の対応する割当てられた部分の占有レベルを示すカウンタ信号を
供給する。例えば、カウンタ2は、スイッチの入力ポート2(図3には示されて
いない)から受信した、バッファ305内の情報パケット数を表すカウンタ信号
を供給する。カウンタ2は、入力ポート2から受信してバッファ305に保持さ
れた情報パケットが出力ポート301から送信されることに応答してデクリメン
トされる。スイッチの各出力ポートは、スイッチの各入力ポートに対して1つの
カウンタ及び1つのバッファカウンタを有する。バッファからのカウンタ信号は
、スイッチ処理エンジン 215に供給される。或る実施形態では、図3に示す
各カウンタが、ハードウェアに組み込まれたアップ/ダウンカウンタである。別
の実施形態では、各カウンタが、マイクロプロセッサ及びメモリによって実現さ
れる。
【0019】 或る実施形態では、ネットワーク101がメディアアクセスコントロール(M
AC)サブレイヤを組み込んでいる。MACサブレイヤーによって、PAUSEと称
するMAC制御フレームのような制御パケットを利用できるようになる。PAUSE
フレームは、特定の時間中に情報フレームのような情報パケットが情報パケット
源から下流の宛先に送信されるのを禁止するべく、下流の宛先から情報パケット
源に供給される。或る実施形態では、PAUSEフレームが、PAUSEopcodeフィールド
と、上流の情報パケット源がその送信動作を停止しなければならない時間(特定
のリンク上の64バイトの転送時間を単位とする)を特定する時間パラメータを
含む時間パラメータフィールドとを含む。PAUSE(t)フレームは、その時間パラメ
ータとしてtを含む制御フレームである。上流の情報パケット源と下流の宛先と
が、1秒当たり10メガビット(10Mbs)のネットワークリンクを介して動
作可能に結合されている場合、下流の宛先から上流の情報パケット源に供給され
るPAUSE(1)フレームは、上流の情報が送信されるのを51.2マイクロ秒間禁止
する。PAUSEフレームが0に等しい時間パラメータを有する場合(PAUSE(0))、
上流の情報パケット源は、待機することなく情報パケットを送信することが可能
となる。無限PAUSE制御フレーム(PAUSE(∞))は、長時間のPAUSEフレームを送
り、上流の装置をホールド状態に維持しようとする限り、それを周期的にリフレ
ッシュすることによって達成することができる。
【0020】 或る実施形態では、制御パケットが、情報パケットに対してプリエンプティブ
な優先順位を持たず、フロー制御の影響を受けない。例えば、情報パケットの送
信に、制御パケットの送信のための割り込みを入れることができない。また、PA
USEフレームを受信しても、それを受信したスイッチがブロックされたリンクを
通してPAUSEフレームを転送することは禁止されない。
【0021】 図4A、図4B、及び図4Cは、スイッチの入力ポートに対する出力ポートの
出力バッファの割当てを利用する情報ネットワークにおけるフロー制御の実現の
ためのシステムの実施例の1つを示す。或る実施形態では、このシステムは、情
報ネットワークの情報ネットワークスイッチのスイッチ処理エンジン によって
実行される。バッファ割当てを利用して、情報ネットワークの各入力ポートが、
スイッチの各出力ポートの出力バッファの一部に割当てられる。入力ポートに割
当てられたバッファの一部の占有レベルが、第1レベル即ち閾値を超えた時、ス
イッチは入力ポートに動作可能に接続された上流の情報パケット源に制御信号を
供給し、情報パケットがその入力ポートに送信されるのを禁止する。そのような
システムの利点としては、スイッチの全ての入力ポートに対してスイッチの出力
ポートを公正に利用することが可能な点が上げられる。
【0022】 図4Aでは、ネットワークスイッチの各入力ポートがイネーブル状態403及
びディスエーブル状態407を有する。イネーブル状態403にある時は、入力
ポートに割当てられた出力バッファの一部の占有レベルが第1のレベル即ち第1
の閾値以上に上昇したことに応じて、スイッチの入力ポートがディスエーブル状
態407に移行する。入力ポートがイネーブル状態403からディスエーブル状
態407に移行した時、情報ネットワークスイッチは入力ポートに動作可能に接
続される情報パケット源に制御パケット(例えばPAUSE(∞)フレーム又は等価なP
AUSEフレーム)のような制御信号を供給し、情報パケット源が情報パケットを入
力ポートに送信するのを禁止する。
【0023】 ディスエーブル状態407にある時、入力ポートに割当てられた出力バッファ
の部分の占有レベルが第2のレベル又は第2の閾値レベル未満に減少したことに
応じて入力ポートはイネーブル状態403に移行する。入力ポートがディスエー
ブル状態407からイネーブル状態403に移行すると、スイッチは制御パケッ
ト(例えばPAUSE)フレーム)のような制御信号を上流の情報パケット源に
供給し、情報供給源が情報パケットを入力ポートに送信できるようにする。
【0024】 図4Bにおいては、ネットワークスイッチの入力ポートがイネーブル状態40
3にある時、出力ポートの出力バッファにある情報パケットは、出力ポートを介
して情報宛先に送信される(オペレーション413)。図に示す実施形態は、出
力バッファの割当てられた部分の占有レベルは、入力ポートから受信したバッフ
ァにおけるパケット数によって測定される。この実施形態では、特定の入力ポー
トを介して受信された情報パケットのそれぞれについて、特定の入力ポートに関
連する出力ポートのカウンタは、特定の入力ポートから受信された情報パケット
が出力ポートに転送されたためにバッファの割当てられた部分の占有レベルが減
少したことを表すべく1だけデクリメントされる。特定の入力ポートから受信さ
れ、出力ポートの出力バッファに蓄積された各情報パケットについて、特定の入
力ポートに関連する出力ポートのカウンタは、特定の入力ポートから受信された
情報パケットが出力バッファに蓄積されたためにバッファの割当てられた部分の
占有レベルが上昇したことを表すべく1だけインクリメントされる。
【0025】 例えば、図1に戻ると、情報ネットワークを介して端末109から端末111
に情報パケットを転送するため、端末109はスイッチ121の入力ポートNに
そのパケットを送信する。スイッチ121は、そのパケットが出力ポート3の出
力バッファに入った場合に、スイッチ121の出力ポート3にそのパケットをル
ーティングする。次にそのパケットは、スイッチ121の出力ポート3によって
リンク131Aを介してスイッチ123の入力ポート3に送信される。スイッチ
123は、その情報パケットをスイッチ123の出力ポート1にルーティングし
、そこでその情報パケットはスイッチ123の出力ポート1の出力バッファに蓄
積される。情報パケットがスイッチ123の出力ポート1の出力バッファに入る
と、スイッチ123の入力ポート3に関連する出力ポート1のカウンタが、1だ
けインクリメントされて、受信されたパケットが入力されたために入力ポート3
に割当てられた出力ポート1のバッファの部分の占有レベルが上昇したことが示
される。情報パケットがスイッチ123の出力ポート1を介して端末111に送
信されると、入力ポート3に関連する出力ポート1のカウンタは1だけデクリメ
ントされて、入力ポート3に割当てられたバッファの占有レベルの低下が示され
る。
【0026】 図4Bに戻ると、入力ポートがイネーブル状態403にある時、スイッチはパ
ケット待受け状態411にある。入力ポートから情報パケットが受信され蓄積さ
れると、入力ポートに割当てられた出力バッファの占有レベルが第1レベル以上
か否かの決定がなされる(415)。第1レベル以上である場合には、入力ポー
トがディスエーブル状態に移行する。第1レベル未満の場合には、スイッチはパ
ケット待受け状態411に戻る。或る実施形態では、入力ポートに割当てられた
出力バッファの部分の占有レベルが第1レベル以上であるか否かを決定するため
にカウンタが用いられ、カウンタが、占有レベルが第1レベル以上であったこと
を示す信号を供給することに応じて、入力ポートがディスエーブル状態407に
移行する。別の実施形態では、スイッチのスイッチ処理エンジン が、情報パケ
ットが特定の入力ポートから受信され出力バッファに蓄積されるごとに、その特
定の入力ポートに割当てられたバッファの部分の占有レベルをチェックするスイ
ッチ処理エンジン のメモリに格納されたソフトウェアルーチンを実行する。ス
イッチ処理エンジン は、関連するハードウェアコンピュータからのカウンタ信
号を読み出すことにより或いはメモリ位置に格納されたカウントを表示する信号
を読み出すことによって占有レベルをチェックする。別の実施形態では、スイッ
チ処理エンジン がカウント信号をチェックする頻度がバッファの割当てられた
部分の占有レベルに左右される。バッファの割当てられた部分の占有レベルが0
である場合は、スイッチ処理エンジン は、カウンタをチェックする前に一定時
間待機し得る。この場合、待機時間はバッファの割当てられた部分が第1レベル
に達するために必要な最短の時間である。
【0027】 図4Cでは、入力ポートがディスエーブル状態にある時、出力ポートはその出
力バッファにおける情報パケットの送信を継続する。特定の入力ポートに割当て
られたバッファの部分の占有レベルが第2閾値レベル未満まで低下した時には、
入力ポートがイネーブル状態に移行する。
【0028】 例えば、図1に戻ると、スイッチ123の入力ポート3に割当てられたスイッ
チ123の出力ポート1の出力バッファの部分の占有レベルが第1レベル以上に
なったことに応答して、スイッチ123はPAUSE(∞)制御フレームをスイッチ1
21に供給し、スイッチ121の出力ポート3を介して情報パケットが送信され
るのを禁止する。このPAUSE(∞)制御フレームはスイッチ123の出力ポート3
及びリンク131Bを介してスイッチ121に供給される。PAUSE(∞)フレーム
が受信された後、スイッチ121はスイッチ121の出力ポート3をホールド状
態にする。この状態ではスイッチ121の出力ポートから情報フレームが送信さ
れない。スイッチ123の入力ポートがディスエーブル状態になる間、スイッチ
123の出力ポート1はその出力バッファに保持された情報パケットを端末11
1に送信している。スイッチ123の出力ポートのバッファの割当てられた部分
の占有レベルが第2レベル未満まで低下した時、スイッチ123はその出力ポー
ト3及びリンク131Bを介してスイッチ121の入力ポート3にPAUSE(0)制御
フレームを供給し、出力ポート3がスイッチ123の入力ポート3に情報パケッ
トを送信できるようにする。
【0029】 スイッチ123の入力ポート3がディスエーブル状態にある間、スイッチ12
3の他の入力ポートは情報パケットを受信可能な状態にあり、出力ポート1にア
ドレス指定されたパケットは、出力ポート1の出力バッファに蓄積される。従っ
て、本発明の利点の1つは、或る入力ポートを介しての特定の出力ポートへのト
ラフィック量が高くても、他の入力ポートがその出力ポートから送信される情報
パケットを受信することが妨げられないという点である。
【0030】 図4Cに戻ると、入力ポートから受信された情報パケットが出力ポートから送
信される時(425)、その入力ポートに割当てられた出力バッファの部分の占
有レベルが第2レベル未満まで低下したか否かの判定がなされる(419)。占
有レベルが第2レベル未満まで低下していた場合は、入力ポートがイネーブル状
態403に移行する。占有レベルが第2レベル未満まで低下していなかった場合
は、入力ポートはディスエーブル状態403のままにとどまる。或る実施形態で
は、入力ポートに割当てられた出力バッファの部分の占有レベルが第2レベル未
満まで低下していたか否かを決定するためにカウンタを利用し、そのカウンタが
占有レベルが第2レベル未満まで低下していたことを示す信号を供給することに
応じて、入力ポートがイネーブル状態403に移行する。別の実施形態では、入
力ポートから受信された情報パケットが出力バッファから送信されるたびに、ス
イッチのスイッチ処理エンジン が、特定の入力ポートに割当てられたバッファ
の部分の占有レベルをチェックするスイッチ処理エンジン のメモリに格納され
たソフトウェアルーチンを実行する。このスイッチ処理エンジン は、関連する
ハードウェアカウンタからのカウンタ信号を読み出すことにより、又はメモリ位
置に格納されたカウント数を表示する信号を読み出すことによって占有レベルを
チェックする。
【0031】 或る実施形態では、入力ポートがディスエーブル状態にある時、入力ポートの
スイッチは、ディスエーブル状態にある入力ポートを介して受信された情報パケ
ットを破棄する(オペレーション423)。実施形態によっては、PAUSE(∞)フ
レーム又は他の制御信号が上流の情報パケット源へ送信されて、情報パケットの
入力ポートへの送信が禁止された時から特定の時間経過後、ディスエーブル状態
による入力ポートから受信した全ての情報パケットをスイッチが破棄する。別の
実施形態では、PAUSE(∞)フレーム又は他の制御信号の供給された後で、かつデ
ィスエーブル状態の入力ポートから受信した情報パケットを破棄する前に、入力
ポートを介して供給された特定の数のパケットをスイッチが受け取る。これらの
遅延破棄機構によって、制御信号の送信後であるが、その制御信号を情報源が受
信して処理する前に、上流の情報源が送信したパケットを受信することが可能と
なる。他の実施形態では、ディスエーブル状態にある入力ポートのスイッチが、
その出力ポートのバッファが空き空間を有している場合にはパケットを破棄しな
い。そのような条件は、1つの情報パケット源のみが所定時間に出力ポートに情
報パケットを送信し、残っている割当てられた部分の占有レベルが非常に低い時
に生ずる。他の実施形態では、ディスエーブル状態の入力ポートに割当てられた
出力バッファの部分の占有レベルが第1レベル未満の場合、ディスエーブル状態
の入力ポートを介して受信した情報パケットをスイッチが破棄しない。このよう
な条件は、ディスエーブル状態の入力ポートから受信したパケットの幾つかが出
力バッファから送信されるが、占有レベルが第2レベル未満に低下するには十分
でない時間だけ入力ポートがディスエーブル状態にされた後に生じ得る。
【0032】 スイッチの任意の出力ポートの入力ポートに割当てられた出力バッファの部分
の占有レベルが第1レベル以上になったことに応じて、スイッチの入力ポートは
イネーブル状態からディスエーブル状態に移行し得る。出力ポートバッファ同士
の「第1レベル」が互いに異なったレベルであり得るということを了解されたい
。同様に、或る出力バッファにおいて異なる割当て部分の「第1レベル」も互い
に異なったレベルであり得る。例えば、入力ポート1に割当てられた出力バッフ
ァの部分の「第1レベル」が、入力ポート2に割当てられた部分の「第1レベル
」の2倍の大きさであってもよい。
【0033】 特定の出力ポートの出力バッファの占有レベルが第1レベル以上になったこと
に応じてスイッチがディスエーブル状態に移行した場合、入力ポートは、特定の
出力ポートの出力バッファの占有レベルが第2レベル未満まで低下しない限り、
イネーブル状態に戻らない。第1の出力ポートの出力バッファの割当てられた部
分の占有レベルが第1レベル以上であるために入力ポートがディスエーブル状態
にある場合、かつ第2の出力ポートのバッファの部分の占有レベルが第1レベル
以上である場合には、第1及び第2出力ポートの両方の割当てられた部分の占有
レベルが第2レベル未満になったことに応じて入力ポートがイネーブル状態に移
行する。
【0034】 或る実施形態では、第1レベル(入力ポートのイネーブル状態からディスエー
ブル状態への移行のために越えられるべき割当てられた部分の占有レベル)が、
第2レベル(入力ポートのディスエーブル状態からイネーブル状態への移行のた
めに下回るべき占有レベル)より高い。第1レベルを第2レベルより高くするこ
とにより、ヒステリシス機構を備えた情報ネットワークスイッチのバッファ割当
てフロー制御システムが得られる。このヒステリシス機構によって、入力ポート
がディスエーブル状態とイネーブル状態との間を移行する時に、上流の情報パケ
ット源が情報パケットを供給するのを禁止する(次いで可能にする)ために、ネ
ットワーク上に供給される制御パケットの数が少なくなる。このヒステリシス機
構は、スイッチのビジー時間の間に生じ得るスレッシング(高速のセッションに
おける複数回の閾値の前後の移行)の量も減らす。スレッシングがあると、スイ
ッチが余分の負荷がかかっている状態から元に戻ることが困難になる。結果的に
、第1レベルと第2レベルとの間の差を大きくすることにより、送信される制御
パケットの数のオーバーヘッドが減り、スレッシングを原因とする問題が少なく
なる。しかし、第1レベルと第2レベルとの差を大きくすると、上流の情報パケ
ット源がホールド状態にある時間が長くなり、それに対応して、上流の装置の出
力バッファのオーバーフローが原因で、上流の情報パケット源によって情報パケ
ットが破棄される機会が増加する。
【0035】 或る実施形態では、スイッチの様々な入力ポートに割当てられる出力バッファ
の部分が、相互排除的であり得る。例えば、出力バッファが100個のパケット
を保持し、入力ポートが10個存在する場合、相互排除的割当てシステムにおい
て各入力ポートに割当てられる部分は入力ポート1個当たり10個のパケット分
になる。
【0036】 他の実施形態では、スイッチの或る入力ポートに割当てられるバッファ部分が
、スイッチの他の入力ポートに割当てられる出力バッファの部分によって「共有
」され得る。この共有型システムでは、割当てられる部分のバッファ空間の大き
さの総計が、出力バッファにおけるバッファ空間の全体の大きさより大きくなる
。共有型割当てシステムの或る実施形態では、各入力ポートに対して出力バッフ
ァにおける最小量のバッファ空間が保証され、残りのバッファ空間は全ての入力
ポートが使用可能である。Miが、入力ポートiについて保証された出力バッフ
ァ空間の大きさ(パケット数で表される)を表すものとする。Mは、全ての入力
ポートについて保証された全バッファ空間(パケット数で表される)を表すもの
とすると、Mは以下の式で表される。
【0037】
【数1】
【0038】 ここでBは、出力バッファにおける全バッファ空間(パケット数で表される)
を表す。
【0039】 入力ポートiに対して割当てられた出力バッファの部分は入力ポートiについ
て保証されたバッファの部分より大きくなることがある。バッファ割当ての共有
機構を利用するそのようなシステムの場合は、以下の式のようになる。
【0040】
【数2】
【0041】 ここで、1>f>Nであり、fは共有率であり、Hiは入力ポートiから受信
した情報パケットを保持し得る出力ポートの最大バッファ空間(パケット数で表
される)を表す。f=1の場合、割当てられたバッファの部分のそれぞれは、他
の割当部分と相互排除的であり、従って共有は生じない。f=M(入力ポートの
数)の場合、全てのバッファ空間(保証されたバッファ空間Mより大きい)が全
ての入力ポートの間で共有される。共有型システムによっては、各入力ポートに
対して保証されたバッファ空間が存在しない場合もある。
【0042】 有利な点として、出力バッファの割当てられた部分の中でバッファ空間を共有
することにより、入力ポートによって受信されたパケットの負荷の変化にスイッ
チが応答することが可能となる。各ポートを介して受信した情報パケットの数が
ある時点と次の時点との間で大幅に変化し得るシステムでは、共有率を大きくす
ることによって、出力バッファをより効率的に利用することができるようになる
。共有率が高いことが有利であるシステムは、低い頻度で多数のパケットを短時
間に送信する情報源に、スイッチの各入力ポートが接続されているシステムであ
る。しかし、共有率が1を超えると、バッファの任意の割当て部分の占有レベル
が第1レベル以上にならない状態でバッファがオーバーフローすることがある。
【0043】 図5A、図5B、及び図5Cは、図4A、図4B、及び図4Cに示すシステム
が、出力バッファのオーバーフローを引き起こすことなくバッファ共有を実施す
ることを可能にするフロー制御を実現するシステムの或る実施例を示す。バッフ
ァ共有を実施する出力ポートの出力バッファのオーバーフローは、出力バッファ
の占有レベルが特定のレベル以上となった時に、情報スイッチに動作可能に接続
された情報パケット源が情報パケットを情報の入力ポートに供給するのを禁止す
ることによって防止される。
【0044】 情報スイッチの各出力ポートはオン状態とオフ状態とを有し、情報スイッチの
出力ポートは、出力ポートの出力バッファの占有レベルが第1レベル即ち閾値以
上となったことに応じてオン状態503からオフ状態507に移行する。出力ポ
ートがオン状態503からオフ状態504に移行する時、そのスイッチは、スイ
ッチの入力ポートに動作可能に接続された上流の各情報源へPAUSE(∞)フレーム
のような制御パケットを供給し、上流の情報源が情報パケットをスイッチへ送信
するのを禁止する。出力ポートの出力バッファにおける占有レベルが第2レベル
未満まで低下したことに応答して、スイッチの出力ポートはオフ状態507から
オン状態503に移行する。出力ポートがオン状態503からオフ状態507に
移行した時、スイッチはそのスイッチの入力ポートに接続された各情報パケット
源に、PAUSE(0)フレームのような制御パケットを供給し、情報パケット源が情報
パケットを送信できるようにする。
【0045】 図5Bに示すように、出力ポートがオン状態503にあるかオフ状態507に
あるかとは無関係に、出力バッファに保持された情報パケットは、出力ポートを
介して情報宛先に送信される(オン状態におけるオペレーション513)。出力
ポートがオン状態503にある時、全ての入力ポートからの情報パケットは(デ
ィスエーブル状態にある出力ポートからのものを除いて)出力バッファに蓄積さ
れる。
【0046】 図に示す実施例では、出力バッファの占有レベルが、バッファにあるパケット
数によって測定される。或る実施形態では、各情報パケットが出力バッファに入
れられるたびに、バッファカウンタ(例えば図3におけるバッファカウンタ30
7)が1だけインクリメントされる。カウンタ信号によって表示される出力バッ
ファの占有レベルが第1レベル以上になると、出力ポートはオフ状態507に移
行する。
【0047】 或る実施形態では、出力ポートがオン状態503にある時、スイッチはパケッ
ト待受け状態511にある。スイッチは入出力ポートから情報パケットが受信さ
れ、出力バッファに蓄積された時に、出力バッファの占有レベルが第1レベル以
上であるか否かの判定がなされる(515)。第1レベル以上であった場合には
、出力ポートはオフ状態に移行する。第1レベル未満であった場合には、スイッ
チはパケット待受け状態511に戻る。或る実施形態では、カウンタを用いて出
力バッファの占有レベルが第1レベル以上であったか否かを判定し、カウンタが
占有レベルが第1レベル以上であったことを表示する信号を供給することに応じ
て、出力ポートがオフ状態507に移行する。別の実施形態では、情報パケット
が受信され、出力バッファに蓄積されるたびに、バッファの占有レベルをチェッ
クするスイッチ処理エンジン のメモリに格納されたソフトウェアルーチンを、
スイッチのスイッチ処理エンジン が実行する。別の実施形態では、特定の時間
においてスイッチ処理エンジン に占有レベルをチェックする頻度が、その特定
時間におけるバッファの占有レベルに左右される。この場合、占有レベルが低く
なるほどバッファがチェックされる頻度は低くなる。
【0048】 図1に戻ると、例えば、出力ポート1の出力バッファの占有レベルが第1閾値
レベル以上となったことに応じて、スイッチ123の出力ポート1がオン状態か
らオフ状態に移行する。スイッチ123の出力ポート1がオフ状態に移行すると
、スイッチ123はPAUSE(∞)フレームをスイッチ121及びデスクトップコン
ピュータ113の両方に供給し、それらの上流の情報パケット源が情報パケット
をスイッチ123の入力ポートに送信するのを禁止する。PAUSE(∞)フレームは
、スイッチ123の出力ポート3、リンク131B、及びスイッチ121の入力
ポート3を介してスイッチ121に供給される。またPAUSE(∞)は、スイッチ1
23の出力ポートN及びリンク137Bを介してデスクトップコンピュータ11
3に供給される。スイッチ123の出力ポート1がオフ状態にある間、出力ポー
ト1の出力バッファに保持された情報パケットは端末111に送信される。スイ
ッチ123の出力ポート1の出力バッファの占有レベルが第1レベル未満まで低
下したことに応答して、スイッチ123の出力ポート1はオン状態に移行し、PA
USE(0)フレームのような制御パケットがスイッチ121及びデスクトップコンピ
ュータ113に供給される。
【0049】 図5Cにおいては、情報パケットの出力ポートからの送信時に(525)、出
力バッファの占有レベルが第2レベル未満か否かの判定がなされる(519)。
占有レベルが第2レベル未満であった場合には、出力ポートはオン状態503に
移行する。占有レベルが第2レベル以上であった場合には、出力ポートはオフ状
態507にとどまる。或る実施形態では、カウンタを用いて、出力バッファの占
有レベルが第2レベル未満であったか否かを判定し、カウンタが占有レベルが第
2レベル未満であったことを示す信号を供給することに応じて、出力ポートはオ
ン状態503に移行する。別の実施形態では、情報パケットが出力バッファから
送信されるたびに、スイッチのスイッチ処理エンジン が、バッファの占有レベ
ルをチェックする、そのメモリに格納されたソフトウェアルーチンを実行する。
スイッチ処理エンジン は、関連するハードウェアカウンタからのカウンタ信号
を読み出すことにより、又はメモリ位置に格納されたカウントを表示する信号を
読み出すことにより占有レベルをチェックする。
【0050】 或る実施形態では、出力ポートがオン状態からオフ状態に移行するために出力
バッファの占有レベルが越えるべき第1レベルが、出力ポートがオフ状態からオ
ン状態に移行するために占有レベルが下回るべき第2レベルより高い。このヒス
テリシス機構によって、オン状態とオフ状態との間で出力ポートが移行する時に
上流の情報パケット源が情報パケットを供給するのを禁止したり可能にしたりす
るためにネットワーク上に供給される制御パケットの数が少なくなる。このヒス
テリシス機構によって、スイッチのビジー時間の間に生じるスレッシングも少な
くなる。結局、第1レベルと第2レベルの差を大きくすることによって、送信さ
れる制御パケットの数のオーバーヘッドが少なくなり、スレッシングを原因とす
る問題が低下する。しかし、第1レベルと第2レベルとの差が大きくなると、上
流の装置がホールド状態にある時間が長くなり、これに対応して上流の装置の出
力バッファのオーバーフローが原因で情報パケットが上流の装置によって破棄さ
れる機会が増える。
【0051】 図5Cに戻ると、幾つかの実施形態では、出力ポートがオフ状態507にある
時、出力ポートのスイッチが、出力ポートにルーティングされる受信した情報パ
ケットを破棄する(オペレーション523)。幾つかの実施形態では、PAUSE(∞
)フレーム又は他の制御パケットが全ての情報パケット源に供給され、スイッチ
の入力ポートへの情報パケットの送信が禁止された後に受信した全ての情報パケ
ットをスイッチが破棄する。別の実施形態では、PAUSE(∞)フレーム又は他の制
御パケットが供給された後、入力ポートを介して受信した特定の数のパケットを
スイッチが受容する。これらの遅延破棄機構によって、制御パケットを送信した
後であるが、上流の情報パケット源が制御パケットを受信して処理する前に。上
流の情報パケット源が送信したパケットを受信することが可能となる。他の実施
形態では、オフ状態にある出力ポートのスイッチが、出力ポートのバッファが空
き空間を有していた場合に、受信した情報パケットを破棄しない。
【0052】 出力ポートがオフ状態に移行する時にスイッチによって情報パケットが破棄さ
れないことを確実にするため、遅延破棄機構は、任意のフレームが破棄される前
に、パケット数Coffのパケットが各入力ポートから受容される形で実現される。
Coffは、制御パケットの上流の情報パケット源への送信時から、その制御パケッ
トが上流の情報パケット源に影響を及ぼして情報パケットの送信を禁止する時ま
での間の上限時間(パケット数を単位とする)を表す。
【0053】 送信の遅れ及びPAUSE(∞)フレームの上流の情報パケット源への影響が原因で
スイッチによるパケットの破棄が行われないことを保証する割当てスキームの例
が以下の式で表される。
【0054】
【数3】
【0055】 ここでHは、出力ポートがオフ状態に移行する時の出力バッファにおけるパケ
ット数である。
【0056】 全ての入力ポートの間で出力バッファ(保証されたバッファ空間Mを除く)の
共有を利用し、かつ送信の遅れ及びPAUSE(∞)フレームの影響を原因でスイッチ
によるパケットの破棄が行われないことを保証する割当てスキームの一例は、以
下の通りである。
【0057】
【数4】
【0058】 ここでLは、出力ポートがオン状態に移行した時の出力ポートにおけるパケッ
ト数であり、Liは、入力ポートがディスエーブル状態に移行したときのバッフ
ァの割当て部分におけるパケット数である。
【0059】 PAUSE(∞)のような制御パケットで上流の情報パケット源をホールド状態にお
くことにより、上流の情報パケット源が情報パケットを送信するのを禁止する。
情報源が情報パケットを送信するのを禁止するべく制御パケットが送られてスイ
ッチの或る出力ポートが輻輳状態になった時、PAUSE(∞)フレームは、任意のパ
ケットが輻輳状態の出力ポートにルーティングされるか否かとは無関係に、上流
の情報パケット源による全ての情報パケットの送信を禁止する。例えば図1に戻
ると、スイッチ123の出力1が輻輳状態となり、出力バッファの占有レベルが
第1レベル以上となった場合に、出力ポート1はオフ状態に移行し、スイッチ1
23はPAUSE(∞)フレームをスイッチ121に送り、スイッチ121の出力ポー
ト3が、スイッチ123の入力ポート3に情報パケットを送信することが禁止さ
れる。たとえスイッチ121の出力ポート3の出力バッファにある情報パケット
がスイッチ123の出力ポート1にルーティングされなくても、スイッチ121
の出力ポート3は、その出力バッファにある情報パケットの送信を禁止される。
更に、スイッチ121の出力ポート3が情報パケットを送信するのを禁止するこ
とによって、出力ポート3が輻輳状態となり、スイッチ121がPAUSE(∞)フレ
ームを、その入力ポートに動作可能に接続された全ての上流の情報パケット源に
供給する。結局、或るスイッチについて効率的なオペレーションを可能にするフ
ロー制御を実現することにより、コンピュータネットワークにおける他の上流の
情報源が輻輳状態となり、従って、情報パケットが破棄されることになり得る。
【0060】 図6A及び図6Bは、上流の情報パケット源が、下流の出力ポートが輻輳状態
になったことを原因として生ずるコンピュータネットワークにおける輻輳の量を
最小にすることを可能にするフロー制御を実現するシステムを示す。図6Aを参
照すると、上流の情報パケット源が非ホールド状態603にある時、上流の情報
パケット源は、情報パケットを、上流の情報パケット源に動作可能に接続された
下流の宛先に送信する。(例えば下流の宛先の入力ポートがディスエーブル状態
に移行した場合、又は下流の宛先の出力ポートがオフ状態に移行した場合に)上
流の情報パケット源が情報パケットを送信するのを禁止するための制御パケット
(例えばPAUSE(∞))のような制御信号を受信したことに応じて、上流の情報パ
ケット源はホールド状態607に移行する。上流の情報パケット源が情報パケッ
トを送信できるようにする制御パケット(例えばPAUSE(0)フレーム)のような制
御信号を受信したことに応じて、又は(例えば上流の情報パケット源がPAUSE(1)
フレームでホールド状態に置かれた時等に)上流の情報パケット源をホールド状
態におく制御パケットの有効時間が満了したことに応じて、上流の情報パケット
源はホールド状態から非ホールド状態に移行する。
【0061】 図6Bを参照すると、上流の情報パケット源は、それをホールド状態におく制
御パケットを受信した時、その出力バッファの占有レベルが第1レベル以上であ
るか否かを判定する。占有レベルが第1レベル未満であった場合には、上流の情
報パケット源は非送信下位状態614に入る。非送信下位状態614では、上流
の情報パケット源が情報パケットを送信するのを禁止する制御パケットを供給し
た下流の宛先に対して、上流の情報パケット源が情報パケットを送信しない(6
17)。
【0062】 611において、上流の情報パケット源の出力バッファの占有レベルが、占有
の第1レベル以上であったと判定された場合には、上流の情報パケット源は非送
信下位状態に移行し、この状態では、上流情報パケット源が下流の宛先から供給
された制御パケットを破棄し、情報パケットをその下流の宛先に送る。非送信下
位状態613では、オペレーション615において各パケットが出力バッファか
ら送信された後、上流の情報パケット源の出力バッファの占有レベルが第2レベ
ル未満まで低下したか否かの判定がなされる(621)。占有レベルが第2レベ
ル未満であった場合には、バッファが非送信下位状態にとどまる。出力バッファ
の占有レベルが第2レベル未満であった場合には、上流の情報パケット源が、非
送信下位状態614に移行する。或る実施形態では、出力バッファの占有レベル
が、図3のカウンタ307のようなカウンタを用いて決定される。
【0063】 非送信下位状態614において、上流の情報パケット源の出力バッファに各パ
ケットが蓄積されるごとに、上流の情報パケット源の出力バッファの占有レベル
が第1レベル以上になったか否かの判定がなされる(623)。占有レベルが第
1レベル未満であった場合は、上流の情報パケット源が非送信下位状態614に
とどまる。パケットが上流の情報パケット源の出力バッファに入れられた後に、
占有レベルが第1レベル以上となった場合には、上流の情報パケット源が非送信
下位状態613に移行する。
【0064】 例えば、図1に戻ると、スイッチ123の出力1が輻輳状態になった場合、ス
イッチ123はPAUSE(∞)フレームをデスクトップコンピュータ113及びスイ
ッチ121に送り、デスクトップコンピュータ113及びスイッチ121の出力
ポート3による情報パケットの送信を禁止する。スイッチ121の出力ポート3
に対する出力バッファの占有レベルが第1レベル以上である場合には、スイッチ
121の出力ポート3は非送信下位状態に移行し、その状態では、スイッチ12
1が、スイッチ123によって供給されるPAUSE(∞)フレームを無視して、出力
ポート3の出力バッファに蓄積されたパケットをスイッチ123の入力ポート3
に送信する。スイッチ123は、スイッチ123の出力ポートにルーティングさ
れるべきスイッチ121から受信した情報パケットを破棄し、出力ポート2、3
、及びMにルーティングされる情報パケットをそれらの出力ポートに供給する。
スイッチ121の出力ポート3の出力バッファにおける占有レベルが第2レベル
未満となるまで低下した時には、スイッチ121の出力ポート3は非送信下位状
態に移行し、その状態においては、出力ポート3がそのバッファ内の情報パケッ
トを送信しない。
【0065】 ホールド状態において送信下位状態と非送信下位状態とをその出力ポートが有
するスイッチを備えた情報ネットワークによって、ネットワーク全体として負荷
が低い時に輻輳状態となった下流の出力バッファのための追加の記憶装置として
上流の出力バッファを選択的に用いることが可能となるという利点が得られる。
そのようなシステムによって、或るスイッチの下流の輻輳状態にある1個の出力
ポートのために、輻輳状態の出力ポートが宛先でないネットワーク内の情報パケ
ットが流れなくなることも防止できる。
【0066】 図6及び図6Bに示すシステムによって、輻輳状態の出力ポートにルーティン
グされる情報パケットが破棄されることになり得るが、この方法によって、非輻
輳状態の出力ポートにルーティングされる情報パケットが破棄されることが少な
くなる。
【0067】 別の実施形態では、バッファ(又はバッファの割当てられた部分)の占有レベ
ルが、バッファ内の情報パケット数以外の他の単位によって測定され得る。例え
ば、占有レベルが、情報によって占有されたバッファのバイト数のバッファの全
バイト数に対する比率によって測定され得る。例えば、バッファサイズが4Kバ
イトで、メモリの2Kバイトのみが情報パケットを保持している場合、その時点
ではバッファの1/2が利用されていることになる。この実施形態では、各出力
ポートが、出力バッファに保持された情報パケットのバイト単位のサイズ(又は
他のデータ単位のサイズ)を決定するための機構を有するか、或いは情報パケッ
トを保持するために用いられるバッファ空間の量をバイト単位で決定するための
機構を有する。そのようなシステムは、情報パケットのサイズのばらつきが大き
い場合に有利である。
【0068】 別の実施形態では、他の種類の制御信号が、下流のスイッチによって上流の情
報パケット源に供給され、下流のスイッチの入力ポートがイネーブル/ディスエ
ーブル状態の間を移行する時、又は下流のスイッチの出力ポートがオン/オフ状
態の間を移行する時に、上流の情報パケット源がホールド状態に置かれ得る。或
る実施形態では、システムが上流の情報パケット源に情報パッケージを送信する
ように、或いは送信しないように指示する個別の制御信号を送るための専用ライ
ンを有し得る。
【0069】 本発明の特定の実施形態について図面を参照して説明したきたが、本発明の範
囲を逸脱することなく実施形態を様々に変更することができ、従って、そのよう
な変更した実施形態も、本発明の範囲に包含されるということは明らかであろう
【図面の簡単な説明】
【図1】 ネットワークに動作可能に接続される情報発生器及び情報シンク
において情報パケットを送信できるようにする情報ネットワークの一実施形態を
示す図である。
【図2】 情報ネットワークスイッチの一実施形態を示す図である。
【図3】 本発明による情報ネットワークスイッチの出力ポートの一実施形
態の図である。
【図4A】 情報ネットワークにおいてフロー制御を実施するためのシステ
ムの一実施形態を示す図である。
【図4B】 情報ネットワークにおいてフロー制御を実施するためのシステ
ムの一実施形態を示す図である。
【図4C】 情報ネットワークにおいてフロー制御を実施するためのシステ
ムの一実施形態を示す図である。
【図5A】 図4A、図4B及び図4Cに示されるシステムが、出力バッフ
ァに負荷をかけ過ぎることなくバッファを共有できるようにするフロー制御を実
施するためのシステムの一実施形態の図である。
【図5B】 図4A、図4B及び図4Cに示されるシステムが、出力バッフ
ァに負荷をかけ過ぎることなくバッファを共有できるようにするフロー制御を実
施するためのシステムの一実施形態の図である。
【図5C】 図4A、図4B及び図4Cに示されるシステムが、出力バッフ
ァに負荷をかけ過ぎることなくバッファを共有できるようにするフロー制御を実
施するためのシステムの一実施形態の図である。
【図6A】 情報ネットワークにおいてフロー制御を実施するためのシステ
ムの一実施形態を示す図である。
【図6B】 情報ネットワークにおいてフロー制御を実施するためのシステ
ムの一実施形態を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,Z W (71)出願人 カミシー、アサド アメリカ合衆国カリフォルニア州94555・ フリモント・フェリックステラス 34494 (71)出願人 シディ、モッシュ イスラエル国34996・ハイファ・ハイムハ ザズ 1/2 (72)発明者 ロム、ラファエル アメリカ合衆国カリフォルニア州94306・ パロアルト・ルーズベルトサークル 69 (72)発明者 カミシー、アサド アメリカ合衆国カリフォルニア州94555・ フリモント・フェリックステラス 34494 (72)発明者 シディ、モッシュ イスラエル国34996・ハイファ・ハイムハ ザズ 1/2 Fターム(参考) 5B014 GA15 GC25 GC28 GD05 GD15 GE04 5B077 AA04 AA23 BA02 DD03 DD12 DD22 5K030 HA08 HD03 HD07 KA03 LA04 LC01 LC14 LE17 MA13 MB15 5K033 CA08 CB06 DA05 DB13 DB17 DB19 【要約の続き】 る。1つのシステムでは、上流の情報パケット源はそれ ぞれ、上流の情報パケット源の出力バッファの占有レベ ルが所定の閾値レベルを越える場合に、制御パケットを 無視することができる。

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報ネットワークスイッチであって、 情報パケットを受信し、イネーブル状態とディスエーブル状態とを有する第1
    の入力ポートと、 情報パケットを受信し、イネーブル状態とディスエーブル状態とを有する第2
    の入力ポートと、 情報パケットを送信するための出力ポートであって、前記出力ポートは、 前記出力ポートから送信される受信情報パケットを保持するためのバッファを
    備え、前記バッファの第1の部分が前記第1の入力ポートからの情報パケットを
    保持するために割り当てられ、前記バッファの第2の部分が前記第2の入力ポー
    トからの情報パケットを保持するために割り当てられる、該出力ポートとを備え
    、 前記第1の入力ポートは、前記バッファの前記第1の部分の占有レベルが、第
    1のレベルを越えるのに応じて、前記ディスエーブル状態から前記イネーブル状
    態に移行し、 前記第2の入力ポートは、前記バッファの前記第2の部分の占有レベルが第1
    のレベルを越えるのに応じて、前記ディスエーブル状態から前記イネーブル状態
    に移行することを特徴とする情報ネットワークスイッチ。
  2. 【請求項2】 前記第1の入力ポートが前記ディスエーブル状態に移行す
    る際に、前記情報ネットワークスイッチは、制御信号を前記第1の入力ポートに
    動作可能に接続される情報パケット源に供給し、前記情報パケット源が、前記第
    1の入力ポートに情報パケットを送信するのを禁止することを特徴とする請求項
    1に記載の情報ネットワークスイッチ。
  3. 【請求項3】 前記第2の入力ポートが前記ディスエーブル状態に移行す
    る際に、前記情報ネットワークスイッチは、制御信号を前記第2の入力ポートに
    動作可能に接続される情報パケット源に供給し、前記情報パケット源が、前記第
    2の入力ポートに情報パケットを送信するのを禁止することを特徴とする請求項
    2に記載の情報ネットワークスイッチ。
  4. 【請求項4】 前記制御信号は、制御パケットを含むことを特徴とする請
    求項2又は3に記載の情報ネットワークスイッチ。
  5. 【請求項5】 前記制御パケットは、IEEE802.3標準規格に概ね
    準拠するPAUSEフレームを含むことを特徴とする請求項4に記載の情報ネットワ
    ークスイッチ。
  6. 【請求項6】 前記第1の入力ポートは、前記バッファの前記第1の部分
    の前記占有レベルが第2のレベル未満に減少するのに応じて、前記イネーブル状
    態から前記ディスエーブル状態に移行し、 前記第2の入力ポートは、前記バッファの前記第2の部分の前記占有レベルが
    第2のレベル未満に減少するのに応じて、前記イネーブル状態から前記ディスエ
    ーブル状態に移行することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の
    情報ネットワークスイッチ。
  7. 【請求項7】 前記入力ポートが前記イネーブル状態に移行する際に、前
    記スイッチは、制御信号を前記第1の入力ポートに動作可能に接続される情報パ
    ケット源に供給し、前記情報パケット源が前記第1の入力ポートにネットワーク
    情報パケットを送出できるようにし、 前記第2の入力ポートが前記イネーブル状態に移行する際に、前記スイッチは
    、制御信号を前記第2の入力ポートに動作可能に接続される情報パケット源に供
    給し、前記情報パケット源が前記第2の入力ポートにネットワーク情報パケット
    を送出できるようにすることを特徴とする請求項6に記載の情報ネットワークス
    イッチ。
  8. 【請求項8】 前記バッファの前記第1の部分の前記第2のレベルは、前
    記バッファの前記第1の部分の前記第1のレベルより低く、 前記バッファの前記第2の部分の前記第2のレベルは、前記バッファの前記第
    2の部分の前記第1のレベルより低いことを特徴とする請求項6又は7に記載の
    情報ネットワークスイッチ。
  9. 【請求項9】 前記バッファは先入れ/先出し(FIFO)バッファであ
    ることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の情報ネットワークス
    イッチ。
  10. 【請求項10】 前記情報パケットは、IEEE802.3標準規格に概
    ね準拠することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の情報ネット
    ワークスイッチ。
  11. 【請求項11】 前記バッファの前記第1の部分の前記占有レベルを指示
    するカウンタ信号を供給するカウンタをさらに備え、前記カウンタ信号が、前記
    バッファの前記第1の部分の前記占有レベルが前記第1のレベルを越えることを
    指示するのに応じて、前記第1の入力ポートが前記ディスエーブル状態に移行す
    ることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の情報ネットワーク
    スイッチ。
  12. 【請求項12】 前記バッファの前記第2の部分の前記占有レベルを指示
    するカウンタ信号を供給する第2のカウンタをさらに備え、前記カウンタ信号が
    、前記バッファの前記第2の部分の前記占有レベルが前記第1のレベルを越える
    ことを指示するのに応じて、前記第2の入力ポートが前記ディスエーブル状態に
    移行することを特徴とする請求項11に記載の情報ネットワークスイッチ。
  13. 【請求項13】 前記カウンタは、前記第1の入力ポートから受信される
    情報パケットが、前記バッファへの入力を許可されるのに応じてインクリメント
    され、前記カウンタは、前記バッファ内に保持される情報パケットが、前記出力
    ポートから送信されるのに応じてデクリメントされることを特徴とする請求項1
    1又は12に記載の情報ネットワークスイッチ。
  14. 【請求項14】 前記出力ポートはオン状態及びオフ状態を有し、 前記出力ポートは、前記バッファの前記占有レベルが第1のレベルを越えるの
    に応じて前記オン状態から前記オフ状態に移行することを特徴とする請求項1乃
    至13のいずれか一項に記載の情報ネットワークスイッチ。
  15. 【請求項15】 前記出力ポートは、前記バッファの前記占有レベルが第
    2のレベル未満に減少するのに応じて前記オフ状態から前記オン状態に移行し、 前記第2のレベルは前記第1のレベルより低いことを特徴とする請求項14に
    記載の情報ネットワークスイッチ。
  16. 【請求項16】 前記バッファの前記占有レベルを指示するカウンタ信号
    を供給するカウンタをさらに備え、 前記カウンタが、前記バッファの前記占有レベルが前記第1のレベルを越える
    ことを指示するのに応じて前記オフ状態に移行することを特徴とする請求項14
    又は15に記載の情報ネットワークスイッチ。
  17. 【請求項17】 前記オフ状態に移行するのに応じて、前記情報ネットワ
    ークスイッチは、制御信号を前記第1の入力ポートに動作可能に接続される第1
    の情報パケット源に供給し、前記第1の情報パケット源が前記第1の出力ポート
    に情報パケットを送信するのを禁止し、また前記スイッチは、制御信号を前記第
    2の入力ポートに動作可能に接続される第2の情報パケット源に供給し、前記第
    2の情報パケット源が前記第2の入力ポートに情報パケットを送信するのを禁止
    することを特徴とする請求項14乃至16のいずれか一項に記載の情報ネットワ
    ークスイッチ。
  18. 【請求項18】 情報パケットを送信するための第2の出力ポートであっ
    て、前記第2の出力ポートは前記第2の出力ポートに送信される受信情報パケッ
    トを保持するためのバッファを備え、前記バッファの第1の部分が前記第1の入
    力ポートからの情報パケットを保持するために割り当てられ、前記バッファの第
    2の部分が前記第2の入力ポートからの情報パケットを保持するために割り当て
    られる、該第2の出力ポートをさらに備え、 前記第2の出力ポートの前記バッファの前記第1の部分の占有レベルが第1の
    レベルを越えるのに応じて、前記第1の入力ポートは前記イネーブル状態から前
    記ディスエーブル状態に移行し、 前記第2の出力ポートの前記第2のバッファの前記第2の部分の占有レベルが
    第1のレベルを越えるのに応じて、前記第2の入力ポートは前記イネーブル状態
    から前記ディスエーブル状態に移行することを特徴とする請求項1乃至17のい
    ずれか一項に記載の情報ネットワークスイッチ。
  19. 【請求項19】 前記第2の出力ポートの前記バッファの前記第1の部分
    の前記占有レベルが第2のレベル未満に減少するのに応じて、前記第1の入力ポ
    ートは前記ディスエーブル状態から前記イネーブル状態に移行し、前記第2の出
    力ポートの前記バッファの前記第1の部分の前記占有レベルが前記第1のレベル
    を越えるのに応じて、前記第1の入力ポートは前記ディスエーブル状態に移行し
    、 前記第2の出力ポートの前記バッファの前記第2の部分の前記占有レベルが第
    2のレベル未満に減少するのに応じて、前記第2の入力ポートは前記ディスエー
    ブル状態から前記イネーブル状態に移行し、前記第2の出力ポートの前記第2の
    バッファの前記第2の部分の前記占有レベルが前記第1のレベルを越えるのに応
    じて、前記第2の入力ポートは前記ディスエーブル状態に移行することを特徴と
    する請求項18に記載の情報ネットワークスイッチ。
  20. 【請求項20】 前記第1の入力ポートが前記ディスエーブル状態に移行
    する際に、前記情報ネットワークスイッチは、制御信号を前記第1のポートに動
    作可能に接続される情報パケット源に供給し、前記情報パケット源が前記第1の
    入力ポートに情報パケットを送信するのを禁止し、 前記第2の入力ポートが前記ディスエーブル状態に移行する際に、前記情報ネ
    ットワークスイッチは、制御信号を前記第2の入力ポートに動作可能に接続され
    る情報パケット源に供給し、前記情報パケット源が前記第2の入力ポートに情報
    パケットを送信するのを禁止することを特徴とする請求項19に記載の情報ネッ
    トワークスイッチ。
  21. 【請求項21】 前記バッファの前記占有レベルが最大容量である場合に
    は、前記第1の入力ポートが前記ディスエーブル状態にあるとき、前記情報ネッ
    トワークスイッチは前記第1の入力ポートからの情報パケットを破棄し、 前記バッファの前記占有レベルが最大容量である場合には、前記第2の入力ポ
    ートがディスエーブル状態であるとき、前記情報ネットワークスイッチは前記第
    2の入力ポートからの情報パケットを破棄することを特徴とする請求項1乃至2
    0のいずれか一項に記載の情報ネットワークスイッチ。
  22. 【請求項22】 前記バッファの前記第1の部分の前記占有レベルは、前
    記バッファ内に保持されている前記第1の入力ポートから受信した情報パケット
    の数に関して評価され、 前記バッファの前記第2の部分の前記占有レベルは、前記バッファ内に保持さ
    れている前記第2の入力ポートから受信した情報パケットの数に関して評価され
    ることを特徴とする請求項1乃至21のいずれか一項に記載の情報ネットワーク
    スイッチ。
  23. 【請求項23】 前記バッファの前記第1の部分は、前記バッファの前記
    第2の部分によって共有可能であることを特徴とする請求項1乃至22のいずれ
    か一項に記載の情報ネットワークスイッチ。
  24. 【請求項24】 前記バッファの前記第1の部分の第1の領域が、前記入
    力ポートから受信した情報パケットを保持するために排他的に割り当てられ、 前記バッファの前記第1の部分の第2の領域が、前記第2の入力ポートから受
    信した情報パケットを保持するために使用可能であることを特徴とする請求項2
    3に記載の情報ネットワークスイッチ。
  25. 【請求項25】 前記バッファの前記第2の部分は、前記バッファの前記
    第1の部分によって共有可能であることを特徴とする請求項23に記載の情報ネ
    ットワークスイッチ。
  26. 【請求項26】 前記バッファの前記第1の部分は、前記第1の入力ポー
    トから受信した情報パケットを保持するために排他的に割り当てられ、 前記バッファの前記第2の部分は、前記第2の入力ポートから受信した情報パ
    ケットを保持するために排他的に割り当てられることを特徴とする請求項1乃至
    22のいずれか一項に記載の情報ネットワークスイッチ。
  27. 【請求項27】 第2の情報ネットワークスイッチをさらに備え、前記第
    2の情報ネットワークスイッチは、 前記情報ネットワークスイッチの前記第1の入力ポートに情報パケットを送信
    するための出力ポートであって、前記出力ポートは前記情報ネットワークスイッ
    チの前記第1の入力ポートに送信される情報パケットを保持するためのバッファ
    を備える、該出力ポートをさらに備え、 前記第2の情報ネットワークスイッチの前記出力ポートは非ホールド状態とホ
    ールド状態とを有し、前記情報ネットワークスイッチは、制御信号を前記第2の
    情報ネットワークスイッチに供給し、前記第2の情報ネットワークスイッチの前
    記出力ポートを前記非ホールド状態から前記ホールド状態にし、 前記ホールド状態では、前記第2の情報ネットワークスイッチの前記出力ポー
    トは第1の下位状態と第2の下位状態とを有し、前記第1の下位状態では、前記
    第2の情報ネットワークスイッチの前記出力ポートは前記第2の情報ネットワー
    クスイッチの前記出力ポートの前記出力バッファ内にある情報パケットを前記第
    1の入力ポートに送信し、前記第2の下位状態では、前記第2の情報ネットワー
    クスイッチの前記出力ポートは情報パケットを前記第1の入力ポートに送信せず
    、 また前記第2の情報ネットワークスイッチの前記出力ポートは、前記第2の情
    報ネットワークスイッチの前記出力ポートの前記バッファの前記占有レベルが第
    1のレベルを越えるのに応じて、前記第2の下位状態から前記第1の下位状態に
    移行することを特徴とする請求項1乃至26のいずれか一項に記載の情報ネット
    ワークスイッチ。
  28. 【請求項28】 前記制御信号は、制御パケットを含むことを特徴とする
    請求項27に記載の情報ネットワークスイッチ。
  29. 【請求項29】 情報ネットワークスイッチを有する情報ネットワーク内
    の情報のフローを制御するための方法であって、 前記情報ネットワークスイッチの第1の入力ポートを介して受信される情報パ
    ケットを保持するために、前記情報ネットワークスイッチの出力ポートのバッフ
    ァの第1の部分を割り当てる過程と、 前記情報ネットワークスイッチの第2の入力ポートを介して受信される情報パ
    ケットを保持するために、前記バッファの第2の部分を割り当てる過程と、 前記バッファの前記第1の部分の占有レベルを判定する過程と、 前記バッファの前記第2の部分の占有レベルを判定する過程と、 前記第1の入力ポートに動作可能に接続される第1の情報パケット源に制御信
    号を供給し、前記バッファの前記第1の部分の前記占有レベルが第1のレベルを
    越えるのに応じて、前記第1の情報パケット源が情報パケットを送信するのを禁
    止する過程と、 前記第2の入力ポートに動作可能に接続される第2の情報パケット源に制御信
    号を供給し、前記バッファの前記第2の部分の前記占有レベルが第1のレベルを
    越えるのに応じて、前記第2の情報パケット源が前記第2の入力ポートに情報パ
    ケットを送信するのを禁止する過程とを有することを特徴とする方法。
  30. 【請求項30】 前記制御信号は、制御パケットを含むことを特徴とする
    請求項29に記載の方法。
  31. 【請求項31】 前記制御パケットは、IEEE802.3標準規格に概
    ね準拠するPAUSEフレームを含むことを特徴とする請求項30に記載の方法。
  32. 【請求項32】 前記第1の情報パケット源が前記第1の入力ポートに情
    報パケットを送信するのを禁止するために、前記第1の情報パケット源に制御信
    号が供給された後に、前記第1の情報パケット源に制御信号を供給し、前記バッ
    ファの前記第1の部分の前記占有レベルが第2のレベル未満に減少するのに応じ
    て、前記第1の情報パケット源が前記第1の入力ポートにネットワーク情報パケ
    ットを送信できるようにする過程と、 前記第2の情報パケット源が前記第2の入力ポートに情報パケットを送信する
    のを禁止するために、前記第2の情報パケット源に制御信号が供給された後に、
    前記第2の情報パケット源に制御信号を供給し、前記バッファの前記第2の部分
    の前記占有レベルが第2のレベル未満に減少するのに応じて、前記第2の情報パ
    ケット源が前記第2の入力ポートに情報パケットを送信できるようにする過程と
    をさらに含むことを特徴とする請求項29又は30に記載の情報ネットワークス
    イッチ。
  33. 【請求項33】 前記バッファの前記第1の部分の前記占有レベルはカウ
    ンタを用いて判定され、 前記バッファの前記第2の部分の前記占有レベルはカウンタを用いて判定され
    ることを特徴とする請求項29乃至32のいずれか一項に記載の方法。
  34. 【請求項34】 前記バッファの前記占有レベルを判定する過程と、 前記バッファの前記占有レベルが第1のレベルを越えるのに応じて、前記第1
    の情報パケット源に制御信号を供給し、前記第1の情報パケット源が前記第1の
    入力ポートに情報パケットを送信するのを禁止し、また第2の情報パケット源に
    制御信号を供給し、前記第2の情報パケット源が前記第2の入力ポートに情報パ
    ケットを送信するのを禁止する過程とをさらに含むことを特徴とする請求項29
    乃至32のいずれか一項に記載の方法。
  35. 【請求項35】 前記ネットワーク情報パケットは、IEEE802.3
    標準規格に概ね準拠することを特徴とする請求項29乃至34のいずれか一項に
    記載の方法。
  36. 【請求項36】 情報ネットワークスイッチであって、 出力ポートに動作可能に接続される情報パケット宛先に情報パケットを送信す
    るための出力ポートであって、前記出力ポートは前記情報パケット宛先に送信さ
    れる情報パケットを保持するためのバッファを備える、該出力ポートを備え、 前記出力ポートは非ホールド状態とホールド状態とを有し、前記非ホールド状
    態では、前記情報ネットワークスイッチが前記情報パケット宛先によって供給さ
    れる制御信号を受信するのに応じて、前記出力ポートは前記情報パケット宛先に
    前記出力バッファ内の情報パケットを送信し、前記出力ポートは前記非ホールド
    状態から前記ホールド状態に移行し、 前記ホールド状態では、前記出力ポートが第1の下位状態と第2の下位状態と
    を有し、第1の下位状態では、前記出力ポートは前記情報パケット宛先に前記出
    力バッファ内の情報パケットを送信し、前記第2の下位状態では、前記出力ポー
    トは前記情報パケット宛先に情報パケットを送信せず、 また前記出力ポートは、前記バッファの前記占有レベルが第1のレベルを越え
    るのに応じて、前記第2の下位状態から前記第1の下位状態に移行することを特
    徴とする情報ネットワークスイッチ。
  37. 【請求項37】 前記出力ポートは、前記バッファの前記占有レベルが第
    2のレベル未満に減少するのに応じて、前記第1の下位状態から前記第2の下位
    状態に移行することを特徴とする請求項36に記載の情報ネットワークスイッチ
  38. 【請求項38】 前記情報パケットは、IEEE802.3標準規格に概
    ね準拠することを特徴とする請求項36又は37に記載の情報ネットワークスイ
    ッチ。
  39. 【請求項39】 前記情報パケット宛先から前記情報ネットワークスイッ
    チに供給される前記制御信号は、制御パケットを含むことを特徴とする請求項3
    6乃至38のいずれか一項に記載の情報ネットワークスイッチ。
  40. 【請求項40】 前記制御信号は、IEEE802.3標準規格に概ね準
    拠するPAUSEフレームを含むことを特徴とする請求項39に記載の情報ネットワ
    ークスイッチ。
  41. 【請求項41】 情報ネットワークスイッチであって、 情報パケット源から情報パケットを受信するための複数の入力ポートと、 前記入力ポートから受信した情報パケットを情報パケット宛先に送信するため
    の複数の出力ポートであって、前記各出力ポートは前記出力ポートから送信され
    る受信情報パケットを保持するためのバッファを備える、該出力ポートと、 前記入力ポートの中で、それぞれ使用される出力ポートを割り当てるための手
    段とを備えることを特徴とする情報ネットワークスイッチ。
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