JP2003008619A - パケット通信装置 - Google Patents
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Abstract
るパケット通信装置を提供する。 【解決手段】本発明のパケット通信は,第1の回線イン
タフェースと,前記第1の回線インタフェースが収容す
る回線よりも低速な回線を収容する第2の回線インタフ
ェースと,クロスバスイッチと,前記第1の回線インタ
フェース及び前記第2の回線インタフェースから,周期
的に,パケット出力要求を受信し,その要求に基づき,
前記第1の回線インタフェース及び前記第2の回線イン
タフェースに,前記クロスバスイッチに対するパケット
の送出許可を送信するスケジューラとを有し,前記第1
の回線インタフェースと前記クロスバスイッチとの間の
リンクの容量を,前記第2の回線インタフェースと前記
クロスバスイッチとの間のリンクの容量よりも大きくす
る。
Description
Protocol(IP)などの可変長パケットや非
同期転送モード(以下ATMという。)の固定長パケッ
ト(一般的にセルと呼ばれる)をスイッチングするパケ
ットデータ通信装置に関する。
ータトラヒックは急激に増加している。また,従来専用
線を使用して行なわれていたトランザクション処理な
ど,高品質で,高信頼のサービスをインターネットで行
おうとする動きも見られている。これに対応するため,
伝送路だけでなく,パケットデータ通信装置の大容量
化,高速化,高信頼化が必要とされる。
しては大容量化の観点から入出力バッファ型スイッチが
適していることが知られている。入出力バッファ型スイ
ッチを用いるパケットスイッチを開示するものとして
は,"The Tiny Tera: A PacketSwitch Core", Nick McK
eown, Martin Izzard, Adisak Mekkittikul, WilliamEl
lersick, and Mark Horowitz, IEEE MICRO, January/Fe
bruary 1997(以下「文献1」という。)がある。文献
1が開示するスイッチは,概ね図26に示すようなスイ
ッチであると考えられる。n本の入出力ポートを有する
クロスバスイッチ706の前段には,n個のポートカー
ド701が設けられ,ポートカード701ごとに,入力
バッファ703が配置される。入力回線700から入力
された可変長パケットは固定長パケット(セル)単位に
分割される。入力バッファ703にバッファリングされ
たセルは,スケジューラ705にて入出力ポート間の接
続スケジューリングを行なった後に,各ポートカード7
01より出力されて,クロスバスイッチ706にてスイ
ッチングされる。入出力ポート間の接続は1セル単位で
変更される。特に,この構成においては,各入力バッフ
ァ703は出力方路別のキューバッファ(Virtua
l Output Queue(VOQ))に分割され
ていて,スケジューラ705により出力指示された任意
のキューバッファからの読み出しを可能とすることで,
Head Of Line Blocking(HO
L)によるスループットの低下を防止している。クロス
バスイッチ706は,セル704を,例えば複数ビット
単位にスライスして,複数のスイッチ面で並列処理す
る。
いては様々な種類の回線速度がサポート可能となってい
る。複数種類の回線をサポートする一般的なパケットデ
ータ通信装置の主信号系構成を図3に示す。図3におい
ては,クロスバスイッチ750は,2.4Gbps単位
の複数の入力ポートと複数の出力ポートを有しており,
入出力ポート間でn×nのスイッチングを行う。クロス
バスイッチ750と回線インタフェースとの物理的な接
続は,2.4Gbpsドライバ(送信部)730と,
2.4Gbpsレシーバ(受信部)731により行われ
る。本例においては,2.4Gbps回線インタフェー
ス721のみならず,様々な種類の低速回線をサポート
する例を示す。パケットデータ通信装置の回線収容効率
を良くするため,回線インタフェースでは,低速回線を
複数ポート分サポートするのが一般的である。図3にお
いては,回線インタフェース722では600Mbps
×4ポート,回線インタフェース723では150Mb
ps×16ポート,回線インタフェース724ではギガ
ビットイーサ(1Gbps)×2ポートを収容している
例を示している。このように,低速回線については1つ
の回線インタフェース内に複数のポートを出来るだけ多
く収容して,スイッチ可能なリソースを無駄にしないよ
うな構成を取る。
加に伴い,さらなる高速回線をサポートする大容量スイ
ッチが必要になると想定されるが,ネットワークのアク
セス部分との接続,及び従来装置との接続を考えると,
従来の低速回線をもサポートする必要がある。
スバスイッチ850は,40Gbps単位の複数の入力
ポートと複数の出力ポートを有しており,入出力ポート
間でn×nのスイッチングを行う。クロスバスイッチ8
50と回線インタフェースとの物理的な接続は,40G
bpsドライバ(送信部)830と,40Gbpsレシ
ーバ(受信部)831により行われる。特に,数100
Gbpsから数Tbpsクラスの大容量スイッチにおい
ては,クロスバスイッチ850と回線インタフェースと
の物理的な接続が光インタコネクト等の光部品により行
われる場合もある。図3と同様な考え方で,40Gbp
s回線インタフェース821のみならず,様々な種類の
低速回線がサポートされる。クロスバスイッチ850の
スイッチング単位としては40Gbpsであるが,例え
ば,2.4Gbps回線16本や,ギガビットイーサ回
線を40本サポートすることは,搭載部品数および回線
インタフェースの実装面積の都合上,分割損が生じて不
可能となり,2.4Gbps回線8本(823)や,ギ
ガビットイーサ回線を8本(824)程度に制限され
て,回線インタフェースの容量密度が低くなる可能性が
ある。この場合,密度の低い回線インタフェースについ
ては,クロスバスイッチ850との接続のために,40
Gbps分のドライバ830,レシーバ831,もしく
は光インタコネクトモジュールを搭載するのは冗長とな
るため,実装面積的にも,部品コストの観点からも望ま
しくない。この問題は,図4に例示したドライバ,レシ
ーバの速度,収容する回線速度に依存するものではな
く,高速回線と低速回線とを混在してスイッチに収容す
る場合に一般的に生じる問題である。
入出力バッファ型クロスバスイッチでは,入力ポートと
出力ポートとの一対一接続を基本としている。つまり,
複数の低速回線インタフェースと高速回線インタフェー
スが混在した状態で,これをクロスバスイッチで接続す
ることを考えると,ある高速回線に入力されたトラヒッ
クを複数の低速回線に同時に出力する,また,複数の低
速回線に入力されたトラヒックをまとめて,一つの高速
回線に同時に出力するような接続形態が不可能であるた
め,スイッチの使用効率が著しく低下する場合がある。
言い換えると,従来のクロスバスイッチにおいては,入
出力ポート間の一対複数接続もしくは複数対一接続に対
応していないため,低速回線インタフェースと高速回線
インタフェースが混在した状態では,所望の出力ポート
が空いているにもかかわらずデータを送出できない“ブ
ロッキング”現象が発生する。
線インタフェースとクロスバスイッチ間との接続ポート
数を,各回線インタフェースに収容される回線の速度に
応じて設定する。本発明の一実施例においては,低速回
線インタフェース部と,クロスバスイッチとの入出力接
続は1ポートを使用して接続し,高速回線インタフェー
ス部と,クロスバスイッチとの入出力接続はnポートを
使用して接続する。クロスバスイッチの入出力ポート間
接続を決定するスケジューラは,低速回線インタフェー
スからは1つの送出要求リクエストを受信し,高速回線
インタフェースからはポート毎に1個,つまりn個の送
出要求リクエストを受信する。スケジューラは全てのポ
ートから受信したリクエストをもとに入出力接続関係を
決定し,ポート単位に送出可否を通知する。低速回線イ
ンタフェースでは,送出が認められた場合,通知された
宛先出力に該当するパケットを送出する。高速回線イン
タフェースについては,n個のポートそれぞれにおい
て,送出が認められた宛先出力に該当するパケットを送
出する。ある高速回線インタフェースにおいて,複数の
送出許可が1つの宛先出力に対して認められた場合に
は,宛先出力に該当するキューバッファから複数のパケ
ットを連続して読み出しを行う。また,複数の送出許可
が複数の宛先出力に対して認められた場合には,宛先出
力に該当するキューバッファから,順次パケットの読み
出しを行う。
が,低速回線インタフェース部の入力側が1個の低速回
線インタフェース部の出力側又は1個の高速回線インタ
フェース部の出力側と接続され,高速回線インタフェー
ス部の入力側が最大n個の第1の回線インタフェースの
出力側又は1個の第2の回線インタフェースの出力側と
接続されるようにクロスバスイッチを制御する。
実施例を説明する。
施例を示す。このパケット通信装置は,n×nの交換を
行うクロスバスイッチ10,クロスバスイッチ10に接
続される回線インタフェース20−1〜20−n,およ
びスケジューラ40とを有する。また,クロスバスイッ
チ10,回線インタフェース20,及びスケジューラ4
0は,制御部50により制御バス51を通じて,初期設
定,統計情報収集,障害情報収集などの制御が行われ
る。
る。回線インタフェース20の入力側は,入力処理部2
1,VOQ(Virtual Output Queu
e)23,およびVOQ制御部22を有する。回線イン
タフェース20の出力側は,VIQ(Virtual
Input Queue)33,VIQ制御部31,お
よび出力処理部32を有する。
す。パケットデータは入力回線40を通じて装置に入力
されると,光・電気信号変換部(O/E)21−1に
て,電気信号に変換される。その後,PHY21−2に
てSONET(synchronous optica
l network)フレームなどの物理レイヤ処理が
行なわれる。次に,L2処理部21−3にてパケットの
抽出,エラーチェックなどのレイヤ2処理が行なわれ
る。その後,検索エンジン21−4にて,宛先IPアド
レスに基づき,出力ポート検索,品質クラス検索など
の,レイヤ3処理が行なわれる。検索処理は,具体的に
は,検索エンジン21−4に接続されたL3TABLE
21−5を使用する。L3TABLE21−5には,予
め宛先IPアドレスと,出力ポート,品質クラス,次の
転送先のIPアドレスであるネクストホップIPアドレ
スとの対応関係がテーブル形式で格納されている。検索
結果はパケットのヘッダ部分に付与される。回線インタ
フェース20の出力側機能については後述する。
0Gbps1回線を収容する回線インタフェースカード
(入出力40Gbps:以下40Gbps回線インタフ
ェースと呼ぶ)2枚と,10Gbps×2回線(入出力
20Gbps:以下20Gbps回線インタフェースと
呼ぶ)を収容する回線インタフェース2枚が混在して搭
載されている場合を例にして説明を行う。クロスバスイ
ッチは搭載される4枚の回線インタフェースに対して入
出力ポートの接続を行い,入力4×出力4のスイッチン
グを行う。なお,このパケット通信装置の回線スロット
はスロットフリーを前提としており,40Gbps回線
インタフェースと,20Gbps回線インタフェースの
どちらも搭載できる構成とする。
ト通信装置の一実施例を示す。このパケット通信装置
は,4×4の交換を行うクロスバスイッチ10,クロス
バスイッチ10に接続される回線インタフェース20−
1〜20−4,およびスケジューラ40とを有する。本
実施例では,40Gbps×1ポートを収容する回線イ
ンタフェース20−1,20−3,および,10Gbp
s×2ポートを収容する回線インタフェース20−2,
20−4が搭載されている。回線インタフェース20−
1,20−3の入力側には20Gの送信ドライバ15が
それぞれ2個ずつ搭載されており,回線インタフェース
20−1,20−3の出力側には20Gの受信ドライバ
16がそれぞれ2ずつ個搭載されている。また,回線イ
ンタフェース20−2,20−4の入力側には20Gの
送信ドライバ15がそれぞれ1個搭載されており,回線
インタフェース20−2,20−4の出力側には20G
の受信ドライバ16がそれぞれ1個搭載されている。ま
た,クロスバスイッチ10については回線インタフェー
ススロットに対して,2個の受信ドライバ16と送信ド
ライバ15がそれぞれ,スロットの受信側と送信側に配
備されている。また,クロスバスイッチは,各入出力ド
ライバに対応して,回線インタフェーススロット当たり
2つの物理入出力ポート(例えば,回線インタフェース
20−1に相当する入力ポートはIP11,IP12,
出力ポートはOP11,OP12)を持つ。40Gbp
s回線インタフェース20−1,20−3とクロスバス
イッチ10は2本の20Gbpsリンクで接続されてお
り,また,20Gbps回線インタフェース20−2,
20−4とクロスバスイッチ10は1本の20Gbps
リンクで接続されている。スケジューラ40は,一定周
期毎に制御線41を通じて全ての回線インタフェース2
0−1〜20−4のパケット出力要求情報を収集して,
これらをもとに回線インタフェース間の接続関係を決定
し,回線インタフェース20−1〜20−4にパケット
の送出許可を出す。
るためのスケジューラ40の一実施例について説明す
る。各出力回線インタフェースに対して,複数のパケッ
ト出力要求が衝突した場合には,スケジュール40は,
巡回選択方式(ラウンドロビン)により接続すべき入力
回線インタフェースを選択する。出力要求が優先度付け
がされている場合には,優先度の高い出力要求を優先す
るように入出力回線インタフェース間の接続関係が決定
され,優先度が重なった場合には,同一優先度の出力要
求に対して巡回選択が行われるようにすればよい。以上
の選択を出力回線インタフェース毎に順次行うことで,
入力インタフェースと出力インタフェースとの接続関係
が決定できる。
タフェースの入力側は,図2で示したように,入力処理
部21,VOQ制御部22,及びVOQ23を有してお
り,その出力側は,VIQ制御部31,出力処理部3
2,及びVIQ33を有している。
御部とスケジューラ40との間の送受信フォーマットに
ついて図5に示す。VOQ制御部22は,ヘッダ解析部
221,バッファ管理部222,及び送出要求作成部2
23とを有する。ヘッダ解析部221では,入力された
パケットのヘッダを解析して,これをバッファ管理部2
22に通知する。バッファ解析部ではヘッダ解析部22
1から受け取った情報を元に,パケットをVOQの所望
のキューバッファ(出力回線インタフェースに対応)に
ライトするようにWA(Write Address)
をVOQ23に送出する。また,バッファ管理部222
ではVOQ23のパケット格納情報を送出要求作成部2
23に通知して,送出要求をスケジューラ40に送出す
る。スケジューラ40は各回線インタフェーススロット
に対して2つの送出要求401,402を受信可能な構
成としてある。送出要求401,402それぞれには,
送出要求有効ビット(V)411,412が付与されて
おり,本ビットにより要求の有効/無効を判定する。具
体的には図16に示すように40Gbps回線インタフ
ェースについては,送出要求有効ビット(V)411,
412の双方を有効(“1”)にし,また,20Gbp
s回線インタフェースについては,図17に示すよう
に,送出要求有効ビット(V)411,412の片方の
み(本例では411)を有効(“1”)に設定してお
く。つまり,スケジューラ40は,40Gbps回線イ
ンタフェースからは送出要求を2つ受け取ることができ
る。なお,40Gbps回線インタフェースの送出要求
作成部では,VOQ23内で送出可能なパケットが2個
以上蓄積されている出力方路のキューバッファについて
は,送出要求401,402の双方共に“1”を表示し
(本例では出力#1),送出可能なパケットが1個のみ
蓄積されている出力方路のキューバッファについては,
送出要求401のみに“1”を表示する(本例では出力
#4)。図1の例においては,スケジューラ40はクロ
スバスイッチ40の物理ポートに対応した最大6個の送
出要求を受け取る。スケジューラ40はこれら6個の送
出要求に対して,クロスバスイッチ10の対応する6個
の入出力ポート間でスケジューリングを行い,接続関係
を決定する。接続関係が決定するとスケジューラ40
は,送出許可を各回線インタフェース20のVOQ制御
部22に対して返送する。スケジューラ40は各回線イ
ンタフェーススロットに対して2つの送出許可501,
502を送信可能な構成としてある。送出許可501,
502それぞれには,送出許可有効ビット(V)51
1,512が付与されており,本ビットにより送出許可
の有効/無効を判定する。具体的には図18に示すよう
に40Gbps回線インタフェースについては,送出許
可有効ビット(V)511,512の双方を有効にし,
また,20Gbps回線インタフェースについては,図
19に示すように送出許可有効ビット(V)511,5
12の片方のみ(本例では511)を有効に設定してお
く。つまり,スケジューラ40は,40Gbps回線イ
ンタフェースに対しては送出許可を最大2つ(送出許可
501,502のそれぞれ1つずつ)送信し,20Gb
ps回線インタフェースに対しては送出許可を1つのみ
送信することができる。VOQ制御部22内のバッファ
管理部222においては,1つもしくは2つの送出許可
を受け取ると,これに対応したVOQ23から1つもし
くは2つのパケットの読み出しが行なわれるようにRA
(Read Address)をVOQ23に送出す
る。
ンタフェースと,40Gbps回線インタフェース間の
接続方法として,(1)1つの40Gbps回線インタ
フェース入力が1つの40Gbps回線インタフェース
出力に接続(2)2つの20Gbps回線インタフェー
ス入力が1つの40Gbps回線インタフェース出力に
接続(3)1つの40Gbps回線インタフェース入力
が2つの20Gbps回線インタフェース出力に接続,
の3つの例について順に説明する。
0−1の入力が40Gbps回線インタフェース20−
3の出力に接続される場合の回線インタフェース20−
1の動作について図6を用いて説明する。スケジューラ
40から制御線41を通じて,出力側回線インタフェー
ス20−3に対しての出力許可を2個受け取ると,VO
Q制御部22はVOQ23にRAを2つ与えて,回線イ
ンタフェース20−3に相当するキューバッファ233
からパケットを2つ(A1,A2)シーケンシャルに読
み出す。論理的には出力回線インタフェース20−1〜
20−4にそれぞれ対応したキューバッファ231〜2
34からキューバッファ233をセレクタ230にて選
択してパケットを読み出すことに相当する。読み出され
た2つのパケット(A1,A2)は分離部(DMX)1
50にて時間分離されて,それぞれ20Gドライバ(2
0G−DRV)15を通じてクロスバスイッチの対応す
る入力ポートIP11,IP12に対して出力される。
これら2つのパケット(A1,A2)はクロスバスイッ
チ10にて所望の出力ポートOP31,OP32を通じ
て,回線インタフェース20−3に対して出力される。
回線インタフェース20−3出力側の動作について図7
に示す。2つのパケット(A1,A2)は,それぞれ2
0Gレシーバ(20G−DRV)16を通じて回線イン
タフェース20−3に入力される。その後,多重部(M
UX)160にて時間多重され,VIQ内の該当する入
力インタフェースに相当するキューバッファ(この場合
は回線インタフェース20−1から入力されたパケット
であるため,これに対応するキューバッファ331)に
格納されるように,VIQ制御部33により制御され
る。VIQ33で元の可変長パケットに組み立てられた
後,パケットは読み出されて出力処理部32へ送出され
る。
用いて説明する。入力された可変長パケットはL2処理
部32−3にてレイヤ2の処理が行なわれる。例えば,
出力回線がイーサーネットの場合には,次の転送先のI
PアドレスであるネクストホップIPアドレスから,接
続先ルータのレイヤ2アドレス(MACアドレス)を検
索して付与する処理を行なう。ネクストホップIPアド
レスと,接続先ルータのレイヤ2アドレスの対応は,L
2TABLE32−5に格納されている。レイヤ2処理
の終了後,可変長パケットはPHY32−2にて,例え
ばSONETフレームへマッピング処理が行なわれ,そ
の後電気・光信号変換部(E/O)32−1にて,光信
号に変換された後,出力回線50へ送出される。
ス20−2および20−4の入力が1つの40Gbps
回線インタフェース20−1の出力に接続される場合の
回線インタフェース20−2の動作について図8を用い
て説明する。スケジューラ40から制御線41を通じ
て,出力側回線インタフェース20−1に対しての出力
許可を1個受け取ると,VOQ制御部22はVOQ23
にRAを1つ与えて,回線インタフェース20−1に相
当するキューバッファ231からパケット(B1)を1
つ読み出す。論理的にはキューバッファ231〜234
からキューバッファ231をセレクタ230にて選択し
てパケット(B1)を読み出すことに相当する。読み出
されたパケット(B1)は20Gドライバ(20G−D
RV)15を通じてクロスバスイッチ10の対応する入
力ポートIP21に対して出力される。ここで,クロス
バスイッチ10の入力ポートIP22に対しては何も接
続されていない。パケット(B1)はクロスバスイッチ
10にて所望の出力ポートOP11を通じて,回線イン
タフェース20−1に対して出力される。また,回線イ
ンタフェース20−4の動作について図9に示すが,こ
れは図8で説明したのと同様な動作を行うので詳細説明
を省略する。回線インタフェース20−4のキューバッ
ファ231から読み出されたパケット(C1)はクロス
バスイッチ10にて所望の出力ポートOP12を通じ
て,回線インタフェース20−1に対して出力される。
回線インタフェース20−1出力側の動作について図1
0に示す。2つのパケット(B1,C1)は,それぞれ
20Gレシーバ(20G−DRV)16を通じて回線イ
ンタフェース20−1に入力される。その後,多重部
(MUX)160にて時間多重され,VIQ内の該当す
る入力インタフェースに相当するキューバッファ(パケ
ットB1はキューバッファ332,パケットC1はキュ
ーバッファ334)に格納されるように,VIQ制御部
33より制御される。最後に,40Gbps回線インタ
フェース20−3の入力が20Gbps回線インタフェ
ース20−2および20−4の出力に同時に接続される
場合の回線インタフェース20−3の動作について図1
1を用いて説明する。スケジューラ40から制御線41
を通じて,出力側回線インタフェース20−2および2
0−4に対しての出力許可を受け取ると,VOQ制御部
22はVOQ23にRAを2つ与えて,回線インタフェ
ース20−2に相当するキューバッファ232からパケ
ット(D1)を,また回線インタフェース20−4に相
当するキューバッファ234からパケット(E1)をシ
ーケンシャルに読み出す。読み出された2つのパケット
(D1,E1)は分離部(DMX)150にて時間分離
されて,それぞれ20Gドライバ(20G−DRV)1
5を通じてクロスバスイッチの対応する入力ポートIP
31,IP32に対して出力される。パケット(D1)
はクロスバスイッチ10にて所望の出力ポートOP21
を通じて,回線インタフェース20−2に対して出力さ
れる。また,パケット(E1)はクロスバスイッチ10
にて所望の出力ポートOP41を通じて,回線インタフ
ェース20−4に対して出力される。クロスバスイッチ
10の出力ポートOP22,OP42については何も接
続されていない。回線インタフェース20−2出力側の
動作について図12に示す。パケット(D1)は,それ
ぞれ20Gレシーバ(20G−DRV)16を通じて回
線インタフェース20−2に入力され,VIQ内の該当
する入力インタフェースに相当するキューバッファ(こ
の場合はキューバッファ333)に格納されるように,
VIQ制御部33より制御される。VIQ33で元の可
変長パケットに組み立てられた後,パケットは読み出さ
れて出力処理部32へ送出される。図13に回線インタ
フェース20−4出力側についての処理を示すが,これ
は図12と同様であるため説明は省略する。
装イメージを次に示す。図24は40Gbps回線イン
タフェース70の場合である。クロスバスイッチ10と
接続するための20GドライバLSI91および20G
レシーバLSI92がそれぞれ2個ずつ搭載されてお
り,これらの入出力信号はコネクタ93を通してバック
パネル95に接続される。図25は20Gbps回線イ
ンタフェース80の場合である。クロスバスイッチ10
と接続するための20GドライバLSI91および20
GレシーバLSI92がそれぞれ1個ずつ搭載されてお
り,これらの入出力信号はコネクタ93を通してバック
パネル95に接続される。本例では,回線インタフェー
スとクロスバスイッチをバックパネルで接続する例を示
したが,特に大容量パケット交換システムでは回線イン
タフェースとクロスバスイッチ間を電気ではなく光部品
を使用して接続する場合も想定される。
大容量のパケット通信装置を構成する場合において,高
速回線を収容した密度の高い回線インタフェースと低速
回線を複数収容した密度の低い回線インタフェースが混
在する場合,低速回線インタフェースには少ないドライ
バ・レシーバ(光接続の場合には光部品)を搭載すれば
良く,高速回線インタフェースには,多くのドライバ・
レシーバ(光接続の場合には光部品)を搭載することが
実現可能であるようなコストリニアリティを有する回線
インタフェースの実現が可能になる。
つの高速回線インタフェース間でのスイッチの入出力ポ
ート間の1対複数接続もしくは複数対1接続が可能とな
るような,パケット通信装置が提供可能になる。
フェースとクロスバスイッチとの間に2本のリンクを張
り,低速回線インタフェースとクロスバスイッチとの間
に1本のリンクを張る構成を示したが,高速/低速回線
インタフェースに収容される回線の速度に応じて,高速
回線インタフェースとクロスバスイッチとの間にnH本
のリンクを張り,低速回線インタフェースとクロスバス
イッチとの間にnL本のリンクを張る構成に拡張するこ
とも可能である。
線インタフェース間の接続において,回線インタフェー
スの種別に応じて接続リンクの物理速度を変化させる方
法について説明する。まず,回線インタフェースからク
ロスバスイッチ方向へのパケットの流れについて図20
を用いて説明する。40Gbps回線インタフェース2
00−1には40Gbpsドライバ150が1つ搭載さ
れており,20Gbps回線インタフェース200−2
には20Gbpsドライバ15が1つ搭載されている。
また,クロスバスイッチ100の受信側にはスロット単
位に40Gbpsレシーバ160が1つ搭載されてい
る。クロスバスイッチ100の受信側に搭載される40
Gbpsレシーバ160では,40Gbpsのデータお
よび20Gbpsのデータのどちらのデータが到着して
もデータを受信することが可能な構成としておく。具体
的には,20Gbpsデータ受信時には,40Gbps
データ受信の半分のレートでデータの取り出し処理を行
えば良い。クロスバスイッチ100のインタフェースス
ロットに対して,40Gbps回線インタフェース20
0−1が搭載される場合には,40Gbpsのデータ
(A1,A2)を受信すると,分離回路(DMX)11
0にてこれを時間分離分離して,A1,A2をそれぞれ
クロスバスイッチ100内の入力ポートIP11および
IP12に入力する。これに対して,20Gbps回線
インタフェース200−2が搭載される場合には,20
Gbpsのデータ(C1)を受信すると,遅延回路(D
LY)120にてこれをDMX110の処理時間分だけ
遅延させて,C1をクロスバスイッチ100内の入力ポ
ートIP21に入力する。入力ポートIP22には何も
入力しない。これらの回線インタフェース速度に対して
のモード切替は図22に示す構成で実現される。クロス
バスイッチ100のスロット毎に,DMX110とDL
Y120の切替セレクタSEL1(101),SEL2
(102)を用意する。具体的には40Gbpsのデー
タが入力される場合には,データはDMX110にて時
間分離されて,入力ポートIP11およびIP12へ入
力される。また,20Gbpsのデータが入力される場
合には,これがDLY140にて遅延されて,入力ポー
トIP11のみへ入力される構成とする。なお,回線イ
ンタフェースの搭載時に,回線インタフェースボードの
容量に応じて異なるレベル線信号105(例えば,40
Gbpsは,“1”,20Gbpsは,“0“)が出力
され,これによりSEL1(101),SEL2(10
2)が設定される。また,SEL1(101),SEL
2(102)の設定はソフトウエアから行う構成にして
も良い。回線インタフェース200間のデータ送出要求
・送出許可信号のやりとり,スケジューリング方法につ
いては,前述の実施例と同様であるため,説明を省略す
る。
ェース方向へのパケットの流れについて図21を用いて
説明する。クロスバスイッチ100の送信側には回線イ
ンタフェーススロット単位に40Gbpsドライバ15
0が1つ搭載されている。また,これと接続される40
Gbps回線インタフェース200−1には40Gbp
sレシーバ160が1つ搭載されており,20Gbps
回線インタフェース200−2には20Gbpsレシー
バ16が1つ搭載される。クロスバスイッチ100の送
信側に搭載される40Gbpsドライバ150では,4
0Gbpsのデータおよび20Gbpsのデータのどち
らの速度のデータの送信を行うことも可能である。具体
的には対向するレシーバ16が20Gbps対応の場合
には,40Gbpsの半分のレートでデータの送出を行
えば良い。クロスバスイッチ100に,40Gbps回
線インタフェース200−1が搭載される場合には,ク
ロスバスイッチ100の出力ポートOP11およびOP
12から出力されるデータ(A1,A2)を,多重回路
(MUX)130にて時間多重し,40Gbpsの多重
信号として回線側に送出する。また,20Gbps回線
インタフェース200−2が搭載される場合には,出力
ポートOP21からのデータ(C1)を受信すると,遅
延回路(DLY)140にてこれをMUX130の処理
時間分だけ遅延させて,C1を20Gbpsの信号とし
て回線インタフェースに送出する。なお,出力ポートO
P21からは何も出力しない。これらの回線インタフェ
ース速度に対してのモード切替は図23に示す構成で実
現される。クロスバスイッチ100の各スロット毎に,
MUX130とDLY140の切替セレクタSEL3
(103)を用意する。具体的には40Gbpsのデー
タが出力される場合には,出力ポートOP11およびO
P12から出力されて,MUX130にて時間多重され
る。また,20Gbpsのデータが出力される場合に
は,これが入力ポートOP11から出力され,これがD
LY140にて遅延される構成としておく。なお切替セ
レクタSEL3(103)については,回線インタフェ
ースの搭載時に,回線インタフェースボードの容量に応
じて異なるレベル線信号105(例えば,40Gbps
は“1”,20Gbpsは“0“)が出力され,これに
より設定が実現される構成とする。また,SEL3(1
03)の設定はソフトウエアから行う構成としても良
い。
パケット通信装置を構成する場合に,高速回線を収容し
た密度の高い回線インタフェースと低速回線を複数収容
した密度の低い回線インタフェースが混在する場合,回
線インタフェース速度に応じたドライバ・レシーバ(光
接続の場合には光部品)を搭載すれば良く,コストリニ
アリティを有する回線インタフェースの実現が可能にな
る。また,複数の低速回線インタフェースと1つの高速
回線インタフェース間でのスイッチの入出力ポート間の
1対複数接続もしくは複数対1接続が可能な,パケット
通信装置が提供できる。
効果が期待できる。 (1)大容量のパケット通信装置を構成する場合に,高
速回線を収容した密度の高い回線インタフェースと低速
回線を複数収容した密度の低い回線インタフェースが混
在可能でかつ,回線インタフェース容量に比例した物理
スイッチ間リンクを持つパケット通信装置を構成でき
る。 (2)複数の低速回線インタフェースと1つの高速回線
インタフェース間でのデータ転送が可能なパケット通信
装置を提供できる。具体的には入出力回線インタフェー
ス間の1対複数接続もしくは複数対1接続が可能とな
り,トラヒックのブロッキングが発生しないパケット通
信装置を構成できる。
と低速回線を収容する回線インタフェースとが混在する
パケット通信装置において,効率の良いパケットのスイ
ッチングを行うことができる。
すブロック図である。
ク図である。
図である。
図である。
スとスケジューラの構成を示すブロック図である。
スカード(入力側)の構成を示すブロック図である。
スカード(出力側)の構成を示すブロック図である。
スカード(入力側)の構成を示すブロック図である。
スカード(出力側)の構成を示すブロック図である。
ースカード(出力側)の構成を示すブロック図である。
ースカード(入力側)の構成を示すブロック図である。
ースカード(出力側)の構成を示すブロック図である。
ースカード(出力側)の構成を示すブロック図である。
ースカード(入力側)の構成を示すブロック図である。
ースカード(出力側)の構成を示すブロックである。
グで使用するデータフォーマット例である。
グで使用するデータフォーマット例である。
グで使用するデータフォーマット例である。
グで使用するデータフォーマット例である。
ースカードおよびクロスバスイッチの別構成を示すブロ
ック図である。
ースカードおよびクロスバスイッチの別構成を示すブロ
ック図である。
チの別構成を示すブロック図である。
チの別構成を示すブロック図である。
ースカードの一構成を示すブロック図である。
ースカードの一構成を示すブロック図である。
である。
ス,21・・・入力処理部,22・・・VOQ制御部,23・・
・VOQ,31・・・VIQ制御部,32・・・出力処理部,
33・・・VIQ,40・・・スケジューラ,50・・・制御部
Claims (13)
- 【請求項1】パケット通信装置であって,第1の回線イ
ンタフェースと,前記第2の回線インタフェースが収容
する回線よりも低速な回線を収容する第2の回線インタ
フェースと,クロスバスイッチと,前記第1の回線イン
タフェース及び前記第2の回線インタフェースから,周
期的に,パケット出力要求を受信し,その要求に基づ
き,前記第1の回線インタフェース及び前記第2の回線
インタフェースに,前記クロスバスイッチに対するパケ
ットの送出許可を送信するスケジューラとを有し,前記
第1の回線インタフェースと前記クロスバスイッチとの
間のリンクの容量は,前記第2の回線インタフェースと
前記クロスバスイッチとの間のリンクの容量よりも大き
いパケット通信装置。 - 【請求項2】請求項1に記載のパケット通信装置であっ
て,前記第1の回線インタフェースと前記クロスバスイ
ッチとの間のリンク数は,前記第2の回線インタフェー
スと前記クロスバスイッチとの間のリンク数よりも多い
パケット通信装置。 - 【請求項3】請求項1又は請求項2の何れかに記載のパ
ケット通信装置であって,前記スケジューラは,同一周
期において,前記第1の回線インタフェースから前記第
2の回線インタフェースよりも多くのパケット出力要求
を受信するパケット通信装置。 - 【請求項4】請求項1又は請求項2の何れかに記載のパ
ケット通信装置であって,前記スケジューラは,同一周
期において,前記第1の回線インタフェースから受信す
るパケット出力要求数の最大値と,前記第2の回線イン
タフェースから受信するパケット出力要求数と最大値と
の比は,前記第1の回線インタフェースと前記クロスバ
スイッチとの間のリンクの容量と,前記第2の回線イン
タフェースと前記クロスバスイッチとの間のリンクの容
量との比と等しいパケット通信装置。 - 【請求項5】請求項2に記載のパケット通信装置であっ
て,前記スケジューラは,同一周期において,前記第1
の回線インタフェースから,最大で,前記第1の回線イ
ンタフェースと前記クロスバスイッチとの間のリンク数
と等しい数のパケット送出要求を受信し,前記第2の回
線インタフェースから,最大で,前記第2の回線インタ
フェースと前記クロスバスイッチとの間のリンク数と等
しい数のパケット送出要求を受信するパケット通信装
置。 - 【請求項6】請求項1又は請求項2の何れかに記載のパ
ケット通信装置であって,前記スケジューラは,前記第
1の回線インタフェースに前記第2の回線インタフェー
スよりも多くのパケットの送出許可を送信するパケット
通信装置。 - 【請求項7】請求項2に記載のパケット通信装置であっ
て,前記スケジューラは,前記第1の回線インタフェー
スに,最大で,前記第1の回線インタフェースと前記ク
ロスバスイッチとの間のリンク数と等しいパケット数の
送出許可を送信し,前記第2の回線インタフェースに,
最大で,前記第2の回線インタフェースと前記クロスバ
スイッチとの間のリンク数と等しいパケット数の送出許
可を送信するパケット通信装置。 - 【請求項8】パケット通信装置であって,複数の第1の
回線インタフェースと,それぞれが,前記第1の回線イ
ンタフェースのn倍の速度を持つ複数の第2の回線イン
タフェースと,前記複数の第1の回線インタフェースと
前記複数の第2の回線インタフェースと接続されるクロ
スバスイッチと,前記複数の第1の回線インタフェース
及び前記複数の第2の回線インタフェースから,周期的
に,パケット出力要求を受信し,その要求に基づき,前
記クロスバスイッチの制御を行うとともに,周期的に,
前記複数の第1の回線インタフェース及び前記複数の第
2の回線インタフェースに,前記クロスバスイッチに対
するパケットの送出許可を送信するスケジューラとを有
し,前記複数の第2の回線インタフェースの各回線イン
タフェースは,第1の回線インタフェースと前記クロス
バスイッチとを接続するリンク数のn倍の数のリンクに
より,前記クロスバスイッチと接続され,前記スケジュ
ーラは,第1の回線インタフェースの入力側が1個の第
1の回線インタフェースの出力側又は1個の前記第2の
回線インタフェースの出力側と接続され,第2の回線イ
ンタフェースの入力側は最大n個の第1の回線インタフ
ェースの出力側又は1個の第2の回線インタフェースの
出力側と接続されるようにクロスバスイッチを制御する
パケット通信装置。 - 【請求項9】請求項8に記載のパケット通信装置であっ
て,前記スケジューラは,同一周期において,最大で,
第1の回線インタフェースに前記クロスバスイッチに対
する送出を許可する最大のパケット数のn倍の数のパケ
ットの送出を第2の回線インタフェースに許可するパケ
ット通信装置。 - 【請求項10】請求項8又は請求項9の何れかに記載の
パケット通信装置であって,前記複数の第1の回線イン
タフェースの各回線インタフェースの入力側及び出力側
は,それぞれ前記クロスバスイッチと1本のリンクで接
続され,前記複数の第2の回線インタフェースの各回線
インタフェースの入力側及び出力側は,それぞれ前記ク
ロスバスイッチとn本のリンクで接続されるパケット通
信装置。 - 【請求項11】請求項10に記載のパケット通信装置で
あって,前記複数の第1の回線インタフェースの各回線
インタフェース入力側は,前記1本のリンクと接続され
る1個の送信ドライバを有し,前記複数の第1の回線イ
ンタフェースの各回線インタフェース出力側は,前記1
本のリンクと接続される1個のレシーバを有し,前記複
数の第2の回線インタフェースの各回線インタフェース
入力側は,前記n本のリンクと接続されるn個の送信ド
ライバを有し,前記複数の第2の回線インタフェースの
各回線インタフェース出力側は,前記n本のリンクと接
続されるn個のレシーバを有するパケット通信装置。 - 【請求項12】パケット通信装置であって,複数の第1
の回線インタフェースと,それぞれが,前記第1の回線
インタフェースのn倍の速度を持つ複数の第2の回線イ
ンタフェースと,前記複数の第1の回線インタフェース
と前記複数の第2の回線インタフェースと接続されるク
ロスバスイッチと,前記複数の第1の回線インタフェー
ス及び前記複数の第2の回線インタフェースから,周期
的に,パケット出力要求を受信し,その要求に基づき,
前記クロスバスイッチの制御を行うとともに,周期的
に,前記複数の第1の回線インタフェース及び前記複数
の第2の回線インタフェースに,前記クロスバスイッチ
に対するパケットの送出許可を送信するスケジューラと
を有し,前記複数の第1の回線インタフェースの各回線
インタフェースは,速度Vのリンク速度で前記クロスバ
スイッチと接続され,前記複数の第2の回線インタフェ
ースの各回線インタフェースは,速度n×Vのリンク速
度で前記クロスバスイッチと接続され,前記スケジュー
ラは,第1の回線インタフェースの入力側が1個の第1
の回線インタフェースの出力側又は1個の前記第2の回
線インタフェースの出力側と接続され,第2の回線イン
タフェースの入力側は最大n個の第1の回線インタフェ
ースの出力側又は1個の第2の回線インタフェースの出
力側と接続されるようにクロスバスイッチを制御するパ
ケット通信装置。 - 【請求項13】請求項12に記載のパケット通信装置で
あって,前記スケジューラは,同一周期において,最大
で,第1の回線インタフェースに前記クロスバスイッチ
に対する送出を許可する最大のパケット数のn倍の数の
パケットの送出を第2の回線インタフェースに許可する
パケット通信装置。
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