JP2003318971A - ネットワークスイッチ装置およびネットワークスイッチ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優先度の高いパケットの転送品質を保証する
ことができるようにする。 【解決手段】 入力された受信データの優先度が優先度
判定回路２によって判定される。また、使用量検知回路
３によって、バッファ１の使用量が優先度毎に予め対応
づけられた閾値を超えているか否かが判定される。そし
て、バッファ１の現在の使用量が受信データの優先度の
閾値を超えていない場合に、データ転送回路４によっ
て、受信データがバッファ１に格納される。これによ
り、バッファ１の空き容量が減ってきた場合には、優先
度の高い受信データのみをバッファ１に格納することが
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数のネットワーク
間のデータ転送を行うネットワークスイッチ装置および
ネットワークスイッチ方法に関し、特にストア＆フォワ
ード方式のネットワークスイッチ装置およびネットワー
クスイッチ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インターネットのような広域ネットワー
クでは、多数のネットワークを互いに接続することで、
大規模の情報通信環境が構築されている。複数のネット
ワークを接続する場合、ネットワークスイッチ装置が用
いられることが多い。ネットワークスイッチ装置は、ネ
ットワークに接続するための複数のポートを有してい
る。そして、ネットワークスイッチ装置は、あるポート
から受信したパケットの送信先アドレスを参照し、送信
先のポートにそのパケットを送出する。

【０００３】ネットワークスイッチ装置が実行するスイ
ッチ方式には、ストア＆フォワード方式と呼ばれるもの
がある。ストア＆フォワード方式のネットワークスイッ
チ装置では、たとえば共有バッファが使用される。共有
バッファを使用する場合、ネットワークスイッチ装置
は、受信したパケットを一旦共有バッファに蓄積する。
そして、ネットワークスイッチ装置は、蓄積したパケッ
トを、宛先のノードが接続されたポートへ出力する。

【０００４】なお、ネットワークスイッチ装置に内蔵さ
れる共有バッファの記憶容量には限りがある。そのた
め、１つの出力ポートへ出力するためのトラフィック
が、複数の入力ポートから集中し、その状態が続くと、
共有バッファの空き領域が枯渇する。共有バッファの空
き領域が枯渇すると、その後入力されたパケットは破棄
される。

【０００５】図１７は、従来のストア＆フォワード方式
の処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１
７の処理は、パケットの流入の超過状態が継続し、バッ
ファの空き容量が枯渇したときの、データ転送処理の状
態遷移を示している。以下、図１７に示す処理をステッ
プ番号に沿って説明する。

【０００６】［ステップＳ１０１］ネットワークスイッ
チ装置は、受信データが少ないうちは、ネットワークか
ら受信データを全て共有バッファへ転送する。 ［ステップＳ１０２］ネットワークスイッチ装置は、パ
ケットの流入超過が継続し、共有バッファの空き容量が
枯渇したことを検知する。たとえば、ネットワークスイ
ッチ装置は、共有バッファの空き容量が、予め設定され
た閾値以下になると、共有バッファの空き容量が枯渇し
たと判断する。

【０００７】［ステップＳ１０３］ネットワークスイッ
チ装置は、受信拒否信号を出力する。 ［ステップＳ１０４］ネットワークスイッチ装置は、受
信拒否信号が出力されている間、全ての受信要求をマス
クする。ここで、マスクするとは、データを受信せずに
破棄することである。

【０００８】このように、共有バッファの空き容量が枯
渇すると、それ以降受信したデータは、破棄されてしま
う。この状態は、共有バッファの空き容量が所定量以上
確保されるまで継続される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ネットワー
クを介して通信される情報には、データ品質を一定以上
に確保すべき情報と、データ品質の劣化を許容できる情
報とがある。そこで、通信される情報に応じて、各パケ
ットに優先度を与えることが考えられる。たとえば、優
先度を多段階にクラス分けした優先度クラスを定義し、
各パケットの属性（送信元アドレス等）に応じて優先度
クラスを与える。そして、ネットワークスイッチ装置で
は、優先度クラスの高いパケットを優先的に転送する。
このような構成により、優先度の高いパケットのデータ
転送の確実性を向上させることができる。

【００１０】しかし、パケットに優先度を設定したとし
ても、輻輳が発生し低い優先度クラスのパケットのトラ
フィックが、１つの出力ポートに集中すれば、バッファ
の空き容量が枯渇してしまう。この場合、優先度に関係
なくパケットの破棄が発生してしまう。すなわち、優先
度の低い受信データの増加が、優先度の高い受信データ
の転送品質に悪影響を与えてしまう。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、優先度の高いパケットの転送品質を保証する
ことができるネットワークスイッチ装置およびネットワ
ークスイッチ方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【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に示すような構成のネットワークス
イッチ装置が提供される。本発明に係るネットワークス
イッチ装置は、複数のネットワーク間のデータ転送を行
うものである。このネットワークスイッチ装置は、バッ
ファ１、優先度判定回路２、使用量検知回路３およびデ
ータ転送回路４を有している。

【００１３】優先度判定回路２は、受信データ５ａ〜５
ｃが入力されると、受信データ５ａ〜５ｃの優先度を判
定する。使用量検知回路３は、バッファ１の現在の使用
量が、優先度毎に予め対応づけられた閾値を超えている
か否かを判定する。データ転送回路４は、優先度判定回
路２と使用量検知回路３との判定結果を取得し、バッフ
ァ１の現在の使用量が受信データの優先度の閾値を超え
ていない場合には、受信データをバッファ１に格納す
る。

【００１４】このようなネットワークスイッチ装置によ
れば、入力された受信データ５ａ〜５ｃの優先度が優先
度判定回路２によって判定される。また、使用量検知回
路３によって、バッファ１の使用量が優先度毎に予め対
応づけられた閾値を超えているか否かが判定される。そ
して、バッファ１の現在の使用量が受信データの優先度
の閾値を超えていない場合に、データ転送回路４によっ
て、受信データがバッファ１に格納される。

【００１５】また、本発明では上記課題を解決するため
に、入力されたデータをバッファに蓄積しながら複数の
ネットワーク間のデータ転送を行うためのネットワーク
スイッチ方法において、受信データが入力されると、前
記受信データの優先度を判定し、前記バッファの現在の
使用量が、前記受信データの優先度に予め対応づけられ
た閾値を超えているか否かを判定し、前記バッファの現
在の使用量が前記受信データの優先度の閾値を超えてい
ない場合には、前記受信データを前記バッファに格納す
る、ことを特徴とするネットワークスイッチ方法が提供
される。

【００１６】このようなネットワークスイッチ方法によ
れば、入力された受信データの優先度が判定される。次
に、バッファの使用量が、その優先度に対応づけられた
閾値を超えているか否かが判定される。そして、閾値を
超えていない場合に、受信データがバッファに格納され
る。

【００１７】

【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。まず、実施の形態に適用される発
明の概要について説明し、その後、実施の形態の具体的
な内容を説明する。

【００１８】図１は、実施の形態に適用される発明の概
念図である。図１に示すように、ネットワークスイッチ
装置は、バッファ１、優先度判定回路２、使用量検知回
路３およびデータ転送回路４を有している。

【００１９】バッファ１は、受信データを格納するため
の記憶装置である。優先度判定回路２は、受信データ５
ａ〜５ｃが入力されると、受信データ５ａ〜５ｃの優先
度を判定する。たとえば、優先度判定回路２は、データ
の属性（送信元アドレス、宛先アドレスなど）と優先度
との対応関係を予め保持する。そして、優先度判定回路
２は、受信データ５ａ〜５ｃの属性に予め対応づけられ
た優先度を判定する。図１の例では、優先度Ａ、優先度
Ｂ、および優先度Ｃの３段階の優先度が定義されてい
る。なお、優先度Ａ、優先度Ｂ、優先度Ｃの順で、優先
度が高くなるものとする。優先度判定回路２は、データ
転送回路４へ受信データの優先度を渡す。

【００２０】使用量検知回路３は、バッファ１の現在の
使用量が、優先度毎に予め対応づけられた閾値を超えて
いるか否かを判定する。たとえば、優先度Ａの閾値を超
えているか否か、優先度Ｂの閾値を超えているか否か、
優先度Ｃの閾値を超えているか否かが判定される。な
お、優先度毎の閾値は、優先度が高いほど大きな値とな
る。図１の例では、バッファ１の現在の使用量が、優先
度Ａ，Ｂの閾値を超えており、優先度Ｃの閾値を超えて
いない状態が示されている。

【００２１】使用量検知回路３は、判定結果をデータ転
送回路４に通知する。たとえば、バッファ１の現在の使
用量が閾値を超えた優先度が有る場合、その優先度の受
信拒否信号が、使用量検知回路３からデータ転送回路４
に渡される。

【００２２】データ転送回路４は、優先度判定回路２と
使用量検知回路３との判定結果を取得し、バッファ１の
現在の使用量が受信データの優先度の閾値を超えていな
い場合には、受信データをバッファ１に格納する。すな
わち、図１の例では、優先度Ｃの受信データ５ｃのみ
が、バッファ１に格納され、優先度Ａ，Ｂの受信データ
５ａ，５ｂは、バッファ１には格納されずに破棄され
る。

【００２３】このようなネットワークスイッチ装置によ
れば、入力された受信データの優先度が優先度判定回路
２によって判定される。また、使用量検知回路３によっ
て、バッファ１の使用量が優先度毎に予め対応づけられ
た閾値を超えているか否かが判定される。そして、バッ
ファ１の現在の使用量が受信データの優先度の閾値を超
えていない場合に、データ転送回路４によって、受信デ
ータがバッファ１に格納される。

【００２４】これにより、輻輳が発生しバッファ１の空
き容量が減ってきた場合には、優先度の高い受信データ
のみをバッファ１に格納することが可能となる。その結
果、優先度の高い受信データのデータ品質を保証するこ
とができる。しかも、図１に示したように、優先度を段
階的に設けることで、優先度の高い通信ほど通信の保証
の確実性を高めることができる。

【００２５】以下、本発明の実施の形態について具体的
に説明する。 ［第１の実施の形態］図２は、第１の実施の形態に係る
ネットワークスイッチ装置の接続例を示す図である。図
２に示すように、ネットワークスイッチ装置１００に
は、複数の通信ポートが設けられており、それぞれの通
信ポートにネットワーク２１〜２４が接続される。各ネ
ットワーク２１〜２４には、端末装置２１ａ，２２ａ，
２３ａ，２４ａが接続されている。

【００２６】ネットワークスイッチ装置１００は、接続
されたネットワーク間でのパケットの転送を行う。たと
えば、端末装置２１ａから端末装置２２ａ宛てに出力さ
れたパケットは、ネットワーク２１を介してネットワー
クスイッチ装置１００に入力される。そして、ネットワ
ークスイッチ装置１００により、パケットがネットワー
ク２２へ出力される。すると、ネットワーク２２に出力
されたパケットを端末装置２２ａが受信する。

【００２７】なお、第１の実施の形態では、あるネット
ワークから他のネットワークに向かって転送されるパケ
ットの処理について具体的に説明する。図３は、ネット
ワークスイッチ装置の内部構成を示すブロック図であ
る。ネットワークスイッチ装置１００は、受信インタフ
ェース１１１〜１１４がネットワーク２１〜２４に接続
されている。また、送信インタフェース１２１〜１２４
がネットワーク２１〜２４に接続されている。

【００２８】受信インタフェース１１１〜１１４は、デ
ータ転送回路１３０に接続されている。送信インタフェ
ース１２１〜１２４は、データ転送回路１４０に接続さ
れている。データ転送回路１３０とデータ転送回路１４
０との間には、共有バッファ１５０が接続されている。
共有バッファ１５０とデータ転送回路１３０との間に
は、さらに共有バッファ使用量検知回路１６０が接続さ
れている。

【００２９】受信インタフェース１１１〜１１４は、ネ
ットワーク２１〜２４を介して送られてくるパケットを
受信するための通信インタフェースである。受信インタ
フェース１１１〜１１４は、ネットワーク２１〜２４か
らパケットを受信すると、そのパケットの受信要求をデ
ータ転送回路１３０に通知する。

【００３０】また、受信インタフェース１１１〜１１４
は、優先度クラス判定回路１１１ａ，１１２ａ，１１３
ａ，１１４ａを有している。優先度クラス判定回路１１
１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａは、受信インタフ
ェース１１１〜１１４が受信したパケットの優先度クラ
スを判定する。優先度クラスは、パケットを優先度に応
じてグループ分けしたときの各グループの優先度であ
る。優先度クラスは、パケットのヘッダ情報などを参照
して判断することができる。たとえば、予め設定された
アドレスの端末装置から送信されたパケットは、上位
（高い優先度）の優先度クラスと判定する。受信インタ
フェース１１１〜１１４は、データ転送回路１３０に渡
す受信要求に、そのパケットの優先度クラスを含める。

【００３１】そして、受信インタフェース１１１〜１１
４は、データ転送回路１３０がデータの受信を承認する
と、受信したパケットをデータ転送回路１３０に渡す。
送信インタフェース１２１〜１２４は、ネットワーク２
１〜２４を介してパケットを送信するための通信インタ
フェースである。送信インタフェース１２１〜１２４
は、パケットを送信可能な状態になると、送信要求をデ
ータ転送回路１４０に渡す。そして、送信インタフェー
ス１２１〜１２４は、データ転送回路１４０からパケッ
トを受け取ると、そのパケットをネットワーク２１〜２
４へ送出する。

【００３２】データ転送回路１３０は、受信インタフェ
ース１１１〜１１４からの受信要求に応じて、適当な受
信インタフェースを選択する。そして、データ転送回路
１３０は、選択した受信インタフェースからパケットを
受け取り、共有バッファ１５０に格納する。データ転送
回路１３０は、たとえば、スイッチ、共有バス、アービ
タなどにより構成される。

【００３３】また、データ転送回路１３０は、共有バッ
ファ使用量検知回路１６０から共有バッファ１５０の使
用量が閾値を超えたことを示す通知を受け取ると、その
閾値に対応する優先度クラスのパケットをマスクする。
ここで、マスクするとは、受信を拒否することである。
受信を拒否した場合、そのパケットは破棄される。

【００３４】具体的には、データ転送回路１３０は、共
有バッファ使用量検知回路１６０から渡される共有バッ
ファ使用量判定信号によって、現在、共有バッファ１５
０に格納可能な優先度クラスを認識している。そして、
データ転送回路１３０は、受信インタフェースからパケ
ットの受信要求を受け取ると、そのパケットの優先度ク
ラスに応じて、共有バッファ１５０への格納の可否を判
定する。格納が可能であれば、データ転送回路１３０
は、パケットを受信インタフェースから受け取り、共有
バッファ１５０に格納する。格納できない優先度クラス
であれば、データ転送回路１３０は、受信の拒否を受信
インタフェースに通知するか、あるいは受信動作を停止
する（受信要求を無視する）。

【００３５】データ転送回路１３０が受信動作を停止し
た場合、パケットの受信が拒否された受信インタフェー
スにおいてパケットが停留してしまう。その結果、受信
インタフェースで蓄えきれないパケットが破棄される。

【００３６】データ転送回路１４０は、送信インタフェ
ース１２１〜１２４からの送信要求に応答して、共有バ
ッファ１５０からパケットを取り出し、そのパケットの
宛先の端末装置に接続された送信インタフェースにパケ
ットを渡す。データ転送回路１４０は、たとえば、スイ
ッチ、共有バス、アービタなどにより構成される。

【００３７】共有バッファ１５０は、転送されるパケッ
トを一時的に格納するためのバッファメモリである。共
有バッファ１５０には、受信インタフェース１１１〜１
１４で受信された様々な優先度クラスのパケットが格納
される。

【００３８】共有バッファ使用量検知回路１６０は、共
有バッファ１５０の使用状況を観測しており、使用量が
所定の閾値を超えたか否かを判断する。閾値とは、優先
度クラスに対応づけられて予め設定された共有バッファ
の最大使用量（許容値）である。各パケットは、そのパ
ケットの優先度クラスに設定された閾値を超えて共有バ
ッファが使用されているときには、共有バッファ１５０
への格納が不許可となる。共有バッファ使用量検知回路
１６０は、各優先度クラスに関して、共有バッファ１５
０へのパケットの格納の許否を示す共有バッファ使用量
判定信号をデータ転送回路１３０に通知する。

【００３９】なお、共有バッファ使用量検知回路１６０
とデータ転送回路１３０との間は、複数の信号線で接続
されている。信号線のそれぞれが、優先度クラスに対応
する。信号線の出力が１か０かにより、その信号線に対
応する優先度クラスに属するパケットの格納の許否が示
される。

【００４０】このような構成のネットワークスイッチ装
置１００により、優先度クラスに応じてパケット転送の
許否判断を伴うスイッチング処理が行われる。たとえ
ば、ネットワーク２１からネットワーク２２へ転送すべ
きパケットが入力されると、受信インタフェース１１１
により、そのパケットの優先度クラスが判定される。そ
して、パケットの優先度クラスを含む受信要求がデータ
転送回路１３０に渡される。

【００４１】すると、データ転送回路１３０により、パ
ケットの優先度クラスと共有バッファ使用量判定信号と
が比較され、該当する優先度クラスに属するパケットの
共有バッファ１５０への格納が許可されているか否かが
判断される。格納が許可されていれば、パケットの受信
が承認され、データ転送回路１３０により、パケットが
共有バッファ１５０に格納される。格納が許可されてい
なければ、パケットの受信が拒否され、受信インタフェ
ース１１１においてパケットが破棄される。

【００４２】共有バッファ１５０に格納されたパケット
は、データ転送回路１４０により、そのパケットの宛先
に応じた送信インタフェース１２１に渡される。パケッ
トが送信インタフェース１２１に渡されると、そのパケ
ットが格納されていた共有バッファ１５０内の領域は開
放される（その領域が空き状態となる）。パケットを受
け取った送信インタフェース１２１は、そのパケットを
ネットワーク２２へ出力する。

【００４３】このようにして、共有バッファの使用量に
応じて、優先度クラス毎のパケットの転送の許否を制御
することができる。しかも、共有バッファ使用量検知回
路１６０からデータ転送回路１３０に対して、優先度ク
ラス毎の信号線の出力によって、各優先度クラスに属す
るパケットの格納の許否が示されている。従って、共有
バッファ１５０の使用量の変化に応じて、リアルタイム
に、優先度クラス毎のパケットの格納の許否をデータ転
送回路１３０に伝えることができる。

【００４４】次に、優先度クラス判定回路１１１ａ，１
１２ａ，１１３ａ，１１４ａの構成について説明する。
図４は、優先度クラス判定回路の構成例を示すブロック
図である。図４に示すように、優先度クラス判定回路１
１１ａは、優先度クラステーブル５１、比較器５２、お
よびセレクタ５３を有している。優先度クラステーブル
５１と比較器５２とが接続され、比較器５２とセレクタ
５３とが接続されている。

【００４５】優先度クラステーブル５１は、パケットの
優先度を判定するための定義情報である。優先度クラス
テーブル５１は、優先度クラスを設定したいパケットの
属性に関する情報を登録するための１つ以上のフィール
ドと、優先度クラスを設定するフィールドとを有するデ
ータテーブルである。

【００４６】図４の例では、優先度クラステーブル５１
には、「宛先アドレス」のフィールド、「送信元アドレ
ス」のフィールド、「宛先ポート番号」のフィールド、
「送信元ポート番号」のフィールド、および「優先度ク
ラス」のフィールドが設けられている。各フィールドの
横方向に並べられたデータ同士が互いに関連づけられ、
１つのエントリを構成している。

【００４７】「宛先アドレス」のフィールドには、優先
度の判定対象にするべきパケットの宛先アドレスが設定
される。図４の例では、「宛先アドレス」のフィールド
に「ADDa1」、「ADDa2」、「ADDa3」などのアドレスが
設定されている。

【００４８】「送信元アドレス」のフィールドには、優
先度の判定対象にするべきパケットの送信元アドレスが
設定される。図４の例では、「送信元アドレス」のフィ
ールドに「ADDb1」、「ADDb2」、「ADDb3」などのアド
レスが設定されている。

【００４９】「宛先ポート番号」のフィールドには、優
先度の判定対象にするべきパケットに示される宛先のポ
ート番号（ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)に
よる通信であればＴＣＰ宛先ポート番号）が設定され
る。ポート番号は、ＴＣＰプロトコルが通信しているプ
ログラムを識別するための情報である。したがって、ポ
ート番号を指定することで、パケットをどのアプリケー
ションに引き渡すかを区別することが可能となる。図４
の例では、「宛先ポート番号」のフィールドに「c1」、
「c2」、「c3」などのポート番号が設定されている。

【００５０】「送信元ポート番号」のフィールドには、
優先度の判定対象にするべきパケットに示される送信元
のポート番号が設定される。図４の例では、「送信元ポ
ート番号」のフィールドに「d1」、「d2」などのポート
番号が設定されている。

【００５１】「優先度クラス」のフィールドには、同じ
エントリ内の他のフィールドに設定された情報に合致す
るパケットの優先度クラスが設定される。なお、第１の
実施の形態では、優先度クラスは、自然数で示されてお
り、数値が低いほど優先度が高いものとする。すなわ
ち、優先度クラス「１」のパケットが最も優先度が高
い。図４の例では、宛名アドレス「ADDa1」、送信元ア
ドレス「ADDb1」、宛先ポート番号「c1」、送信元ポー
ト番号「d1」の優先度クラスとして「２」が設定されて
いる。

【００５２】優先度クラステーブル５１内の１つのエン
トリは、「優先度クラス」のフィールドと、少なくとも
他のもう１つのフィールドとに情報が設定されていれば
よい。すなわち、情報の設定されていないフィールドが
あってもよい。その場合、情報の設定されたフィールド
のみを参照して、パケットの優先度クラスの判定が行わ
れる。たとえば、宛名アドレス「ADDa2」、送信元アド
レス「ADDb2」、送信元ポート番号「d1」の優先度クラ
スとして「１」が設定されている。このエントリには、
宛先ポート番号が設定されていないため、パケットの優
先度クラスの判定において、宛先ポート番号は参照され
ない。

【００５３】なお、図４の優先度クラステーブル５１に
示したフィールドの項目は一例であり、他の様々な内容
のフィールドを設けることができる。たとえば、コネク
ション識別子や、サービス品質、プロトコル識別子、ア
プリケーション識別子など他の情報を優先度クラステー
ブル５１に設定することで、これらの情報をパケットの
優先度クラスの判定に使用することもできる。

【００５４】優先度クラステーブル５１に設定されてい
る情報（優先度クラステーブルデータ６１）は、エント
リ単位で比較器５２に渡される。比較器５２は、受信し
たパケットの情報（受信パケット情報）と、優先度クラ
ステーブル内の各エントリ（「優先度クラス」フィール
ドの情報は除く）とを比較する。一致するエントリが優
先度クラステーブル５１内に見つかった場合、比較器５
２は一致信号６３をアサートする。このとき、比較器５
２は、一致したエントリの「優先度クラス」フィールド
に設定されている優先度クラス（一致エントリの優先度
クラス６４）をセレクタ５３に対して出力する。

【００５５】セレクタ５３は、受信したパケットの優先
度クラス判定結果を出力する。具体的には、セレクタ５
３は、比較器５２によりエントリの一致が確認された場
合（一致信号がアサートされた場合）は優先度クラステ
ーブル５１の「優先度クラス」フィールドから取得され
た優先度クラス（一致エントリの優先度クラス６４）
を、判定結果６６として出力する。一致しなかった場合
はデフォルトの優先度クラス６５を、判定結果６６とし
て出力する。なお、デフォルトの優先度クラス６５は、
予め設定されている。たとえば、デフォルトの優先度ク
ラス６５として、優先度クラステーブル５１の「優先度
クラス」のフィールドに設定されているどの値よりも大
きな値（低い優先度を示す値）を設定することができ
る。なお、デフォルトの優先度クラス６５は、受信イン
タフェース１１１内に固有の値が設定されていてもよい
し、ネットワークスイッチ装置１００内の他の要素に受
信インタフェース１１１〜１１４において共通の値が設
定されていてもよい。

【００５６】このような構成の優先度クラス判定回路１
１１ａによれば、受信インタフェース１１１から受信パ
ケット情報６２（たとえば、パケットのヘッダ情報）が
入力されると、比較器５２により、その受信パケット情
報６２と優先度クラステーブル５１内の各エントリとが
比較される。比較の結果、一致するエントリがあれば、
一致信号６３がアサートされ、一致エントリの優先度ク
ラス６４がセレクタ５３に渡される。すると、セレクタ
５３により、一致エントリの優先度クラス６４が、優先
度クラスの判定結果６６として出力される。

【００５７】また、比較器５２による比較の結果、いず
れのエントリとも一致しなければ、一致信号６３はネゲ
ートされたままとなる。すると、セレクタ５３により、
デフォルトの優先度クラス６５が、優先度クラスの判定
結果６６として出力される。

【００５８】このようにして、優先度クラス判定回路１
１１ａによって、受信インタフェース１１１が受信した
パケットの優先度クラスが判定される。なお、図４に
は、受信インタフェース１１１の優先度クラス判定回路
１１１ａの例を示したが、他の受信インタフェース１１
２〜１１４の優先度クラス判定回路１１２ａ，１１３
ａ，１１４ａも同様の構成で実現することができる。但
し、優先度クラステーブル５１の内容は、優先度クラス
判定回路１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ毎に
個別のフィールドや情報を設定することができる。ま
た、デフォルトの優先度クラスは、受信インタフェース
１１１〜１１４毎に任意の値を設定することができる
（デフォルトの優先度クラスとして、各受信インタフェ
ース１１１〜１１４で共通の値を設定してもよい）。

【００５９】次に、共有バッファ１５０の内部構造と、
共有バッファ使用量検知回路１６０の構成とについて説
明する。図５は、共有バッファ使用量検知回路の構成例
を示すブロック図である。共有バッファ使用量検知回路
１６０は、共有バッファの使用量を観測するために、図
５に示すような構成を有している。

【００６０】共有バッファ１５０は、アドレス空間の定
義によって、内部の記憶領域が複数の記憶領域に分割さ
れている。以下、分割されることで生成された記憶領域
を、小バッファ１５１〜１５４，・・・，１５ａ〜１５
ｄと呼ぶ。小バッファ１５１〜１５４，・・・，１５ａ
〜１５ｄそれぞれが、転送すべきパケットを格納するた
めの記憶領域となる。

【００６１】このような共有バッファ１５０の使用量を
監視するために、共有バッファ使用量検知回路１６０
は、ポインタスタック１６１、複数の閾値設定レジスタ
１６２ａ，１６２ｂ，・・・，１６２ｑ、および複数の
比較器１６３ａ，１６３ｂ，・・・，１６３ｑを有して
いる。

【００６２】ポインタスタックは、共有バッファ１５０
の小バッファ１５１〜１５４，・・・，１５ａ〜１５ｄ
を指し示すポインタ１６１ａ〜１６１ｄを蓄積するため
のスタックである。いずれかの小バッファが使用された
場合（共有バッファ１５０に受信パケットが書き込まれ
た場合）、その小バッファを指し示すポインタがポイン
タスタック１６１から取り出され、ポインタスタック１
６１内のポインタ数が減る。逆に小バッファを開放する
場合（共有バッファ１５０から送信パケットが読み出さ
れた場合）ポインタスタック１６１に使用されていたポ
インタが戻され、ポインタスタック１６１内のポインタ
数が増える。従ってポインタスタック１６１に格納され
ているポインタ数を確認することにより、共有バッファ
１５０の使用量を確認することができる。

【００６３】閾値設定レジスタ１６２ａ，１６２ｂ，・
・・，１６２ｑは、優先度毎の共有バッファ１５０の使
用可能な許容量を示す値（閾値）を設定するためのレジ
スタである。閾値設定レジスタ１６２ａ，１６２ｂ，・
・・，１６２ｑは、１個以上設けられる（図５ではｑ個
設けられている）。設定されている各閾値は、対応する
比較器１６３ａ，１６３ｂ，・・・，１６３ｑへ出力さ
れる。

【００６４】比較器１６３ａ，１６３ｂ，・・・，１６
３ｑは、それぞれに対応する閾値設定レジスタから出力
される閾値と、ポインタ使用量とを比較する。そして、
比較器１６３ａ，１６３ｂ，・・・，１６３ｑは、比較
結果を出力する。具体的には、比較器１６３ａ，１６３
ｂ，・・・，１６３ｑは、ポインタ使用量が閾値を超え
ている場合に、比較結果を示す信号をアサートする。

【００６５】このような構成の共有バッファ使用量検知
回路１６０によれば、共有バッファ１５０に受信パケッ
トを格納する場合、パケットが格納された小バッファに
対応するポインタが、ポインタスタック１６１から取り
出される。一方、共有バッファ１５０内のパケットが送
信されると、パケットが取り出された小バッファに対応
するポインタが、ポインタスタック１６１に格納され
る。

【００６６】ポインタスタック１６１内のポインタ使用
量を示す情報は、各比較器１６３ａ，１６３ｂ，・・
・，１６３ｑに入力される。すると、比較器１６３ａ，
１６３ｂ，・・・，１６３ｑそれぞれにより、対応する
閾値設定レジスタ１６２ａ，１６２ｂ，・・・，１６２
ｑの値とポインタ使用量とが比較され、比較結果が出力
される。

【００６７】このようにして、共有バッファ１５０の使
用量を観測し、共有バッファ１５０の使用量が優先度ク
ラス毎に割り当てられた閾値を超えたか否かを判定する
ことができる。

【００６８】次に、ネットワークスイッチ装置１００に
おける処理を、フローチャートを参照して説明する。図
６は、輻輳が起こらない場合のネットワークスイッチ装
置におけるパケットの流れを示すフローチャートであ
る。以下、ネットワーク２１からネットワーク２２への
パケット転送の例を用いて、図６に示す処理をステップ
番号に沿って説明する。

【００６９】［ステップＳ１１］受信インタフェース１
１１が、ネットワーク２１からパケットを受信する。 ［ステップＳ１２］受信インタフェース１１１の優先度
クラス判定回路１１１ａが、受信したパケットの優先度
クラスを判定する。

【００７０】［ステップＳ１３］受信インタフェース１
１１は、判定された優先度クラスに応じた受信要求を、
データ転送回路１３０に通知する。なお、受信要求に
は、優先度クラスが含まれる。

【００７１】［ステップＳ１４］データ転送回路１３０
は、受信インタフェース１１１からの受信要求を承認す
ると、その受信パケットを受信インタフェース１１１か
ら共有バッファ１５０へ転送し、格納する。

【００７２】［ステップＳ１５］送信インタフェース１
２１から送信要求がデータ転送回路１４０に通知され
る。すると、データ転送回路１４０が、送信要求を承認
する。 ［ステップＳ１６］データ転送回路１４０が、ネットワ
ーク２２宛のパケットを共有バッファ１５０から読み出
し、送信インタフェース１２１へ転送する。

【００７３】［ステップＳ１７］送信インタフェース１
２１が、パケットをネットワーク２２へ送信する。この
ようにして、ネットワークスイッチ装置１００を介し
て、パケット転送が行われる。

【００７４】ここで、トラフィックの急増により、パケ
ットの輻輳が発生すると、低い優先度クラスのパケット
から順に、受信が拒否されるようになる。たとえば、受
信インタフェース１１１〜１１４に入力される単位時間
当たりのデータ量が、送信インタフェース１２１〜１２
４から送出される単位時間当たりのデータ量よりも多い
状態が続くと、共有バッファ１５０の使用量が増加す
る。そして、共有バッファ１５０の使用量が、何れかの
閾値を超えると、その後、その閾値に対応する優先度ク
ラスのパケット受信が拒否される。

【００７５】以下、パケットの輻輳により共有バッファ
の使用量が増加していったときのパケット転送状態の遷
移例について説明する。図７は、輻輳が発生する場合の
パケット転送状態の遷移例を示すフローチャートであ
る。なお、図７の説明においては、次のような状況を想
定する。

【００７６】・優先度クラスが３つあり、優先度クラス
の低い順にそれぞれ優先度クラスＡ、優先度クラスＢ、
優先度クラスＣである。 ・受信インタフェース１１１は、ネットワーク２１から
優先度クラスＣのパケットを受信する。

【００７７】・受信インタフェース１１２は、ネットワ
ーク２２から優先度クラスＢのパケットを受信する。 ・受信インタフェース１１３は、ネットワーク２３から
優先度クラスＡのパケットを受信する。

【００７８】・全ての受信パケットの宛先は、ネットワ
ーク２４を経由して接続される装置である。 ・ネットワーク２１〜２４は、全て単位時間当たりの通
信量が同じである。

【００７９】・共有バッファ使用量検知回路１６０に
は、優先度クラスＡ，Ｂ，Ｃに対応する閾値が設定され
る。この際、優先度クラスＡ，Ｂ，Ｃに対応する閾値の
順で、共有バッファの使用バッファ量が増えるように設
定される。

【００８０】以下、図７に示す処理をステップ番号に沿
って説明する。 ［ステップＳ２１］受信パケットの少ないうち（共有バ
ッファ１５０の使用量がまだ少なく、輻輳が起きていな
い状態）は、データ転送回路１３０はネットワーク２１
〜２４からの受信パケットを全て共有バッファ１５０へ
転送する。

【００８１】［ステップＳ２２］その後、受信パケット
量が増加すると、共有バッファ使用量が優先度Ａに対応
する閾値を超える。 ［ステップＳ２３］共有バッファ使用量検知回路１６０
が、優先度クラスＡに対応する受信拒否信号をデータ転
送回路１３０に通知する。受信拒否信号の通知は、共有
バッファ使用量検知回路１６０の比較結果を示す信号を
アサートすることで行われる。

【００８２】［ステップＳ２４］データ転送回路１３０
は、優先度クラスＡの受信拒否信号が通知されている
間、優先度クラスＡのパケットを受信している受信イン
タフェース１１３からの受信要求をマスクする（受信要
求を拒否し、受信インタフェース１１３に対してパケッ
トを破棄させる）。

【００８３】［ステップＳ２５］データ転送回路１３０
は、優先度クラスＢ及びＣのパケットを受信している受
信インタフェース１１１，１１２からのパケットのみを
受信する。データ転送回路１３０は、受信した優先度ク
ラスＢおよびＣのパケットを共有バッファ１５０へ転送
する。

【００８４】［ステップＳ２６］その後、受信パケット
量が増加すると、共有バッファ使用量が優先度Ｂに対応
する閾値を超える。 ［ステップＳ２７］共有バッファ使用量検知回路１６０
が、優先度クラスＢに対応する受信拒否信号をデータ転
送回路１３０に通知する。受信拒否信号の通知は、比較
結果を示す信号がアサートすることで行われる。

【００８５】［ステップＳ２８］データ転送回路１３０
は、優先度クラスＡ，Ｂの受信拒否信号が通知されてい
る間、優先度クラスＡ，Ｂのパケットを受信している受
信インタフェース１１２，１１３からの受信要求をマス
クする（受信要求を拒否し、受信インタフェース１１
２，１１３に対してパケットを破棄させる）。

【００８６】［ステップＳ２９］データ転送回路１３０
は、優先度クラスＣのパケットを受信している受信イン
タフェース１１１からのパケットのみを受信する。デー
タ転送回路１３０は、受信した優先度クラスＣのパケッ
トを共有バッファ１５０へ転送する。

【００８７】このようにして、輻輳が発生し、共有バッ
ファ１５０の使用量が増加するのに伴い、優先度クラス
の低いパケットから順に、受信が拒否される。その結
果、優先度クラスの高いパケットを確実に転送すること
が可能となる。

【００８８】たとえば、図７で設定した状況では、受信
インタフェース１１１〜１１３と送信インタフェース１
２１との通信速度が同じである。従って、ステップＳ２
８の状態で、優先度クラスＡ，Ｂがマスクされると、受
信可能な受信インタフェース１１１の通信速度と送信イ
ンタフェース１２１の単位時間当たりの通信量とが等し
くなる。すなわち、パケットの受信速度と送信速度とが
等しくなり、それ以後の共有バッファ１５０に使用量増
加を防止することができる。その結果、優先度クラスＣ
のパケットを、破棄せずに確実に転送することが可能と
なる。すなわち、優先度クラスが高い通信ほど、高い通
信品質が保証される。

【００８９】［第２の実施の形態］次に、第２の実施の
形態について説明する。第２の実施の形態は、優先度ク
ラス判定回路を共通化したものである。

【００９０】図８は、第２の実施の形態に係るネットワ
ークスイッチ装置の構成例を示す図である。なお、第２
の実施の形態の構成は、図３に示した第１の実施の形態
と比べて、受信インタフェース２１１〜２１４と優先度
クラス判定回路２１５との構成が異なるのみである。そ
のため、図８では、ネットワークスイッチ装置内の受信
インタフェース２１１〜２１４と優先度クラス判定回路
２１５とを抽出して示している。

【００９１】図８に示すように、第２の実施の形態に係
るネットワークスイッチ装置では、複数のネットワーク
２１〜２４に対して、それぞれ受信インタフェース２１
１〜２１４が接続されている。各受信インタフェース２
１１〜２１４は、共通の優先度クラス判定回路２１５に
接続されている。

【００９２】受信インタフェース２１１〜２１４は、ネ
ットワーク２１〜２４からパケットを受信すると、その
パケットに関する情報（たとえば、ヘッダ情報）を優先
度クラス判定回路２１５に渡し、優先度クラスの判定を
依頼する。優先度クラス判定回路２１５は、受信インタ
フェース２１１〜２１４からの優先度クラスの判定依頼
に応答して、パケットの優先度クラスを判定する。そし
て、優先度クラス判定回路２１５は、優先度クラスの判
定依頼を出力した受信インタフェースへ判定結果を渡
す。

【００９３】優先度クラス判定回路２１５の内部構成
は、図４に示した第１の実施の形態に係る優先度クラス
判定回路１１１ａと同様である。このように、優先度ク
ラス判定回路２１５を共通化することで、ネットワーク
スイッチ装置内の回路を簡素化することができる。その
結果、ネットワークスイッチ装置の小型化を図ることが
できる。

【００９４】［第３の実施の形態］次に、第３の実施の
形態について説明する。第３の実施の形態は、パケット
の送信と受信とを行う送受信インタフェースを有するネ
ットワークスイッチ装置に、本発明を適用したものであ
る。すなわち、第１の実施の形態では、発明の理解を容
易にするために、受信インタフェースと送信インタフェ
ースとを別々の要素として説明しているが、実際のネッ
トワークスイッチ装置では、送信と受信との機能を兼ね
備えた送受インタフェースによりパケットの送受信を行
うのが一般的である。第３の実施の形態では、送受イン
タフェースを有するネットワークスイッチ装置の構成例
について説明する。

【００９５】図９は、第３の実施の形態に係るネットワ
ークスイッチ装置の構成例を示す図である。第３の実施
の形態に係るネットワークスイッチ装置は、複数の送受
信インタフェース３１１〜３１４、データ転送回路３３
０、共有バッファ３５０、および共有バッファ使用量検
知回路３６０を有している。

【００９６】送受信インタフェース３１１〜３１４は、
それぞれネットワーク２１〜２４に接続されている。送
受信インタフェース３１１〜３１４は、接続されたネッ
トワーク２１〜２４を介したパケットの送受信を行う。
すなわち、送受信インタフェース３１１〜３１４は、図
３に示した第１の実施の形態に係る受信インタフェース
１１１〜１１４の機能と送信インタフェース１２１〜１
２４の機能とを兼ね備えている。

【００９７】また、送受信インタフェース３１１〜３１
４は、それぞれ優先度クラス判定回路３１１ａ，３１２
ａ，３１３ａ，３１４ａを有している。優先度クラス判
定回路３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，３１４ａは、受
信したパケットの優先度クラスを判定する。優先度クラ
ス判定回路３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，３１４ａの
内部構成は、図４に示した第１の実施の形態に係る優先
度クラス判定回路１１１ａと同様である。

【００９８】データ転送回路３３０は、共有バッファ使
用量検知回路３６０からの共有バッファ使用量判定信号
に基づいて、各優先度クラスのパケットを受信すべきか
否かを認識している。そして、データ転送回路３３０
は、送受信インタフェース３１１〜３１４からの受信要
求を受け取ると、受信パケットの優先度クラスに基づい
て受信の許否を判定する。受信可能な場合には、データ
転送回路３３０は、受信パケットを送受信インタフェー
ス３１１〜３１４から受け取り、共有バッファ３５０に
格納する。

【００９９】また、データ転送回路３３０は、送受信イ
ンタフェース３１１〜３１４からパケットの送信要求を
受け取ると、送信すべきパケットを共有バッファ３５０
から取り出し、送信要求を出力した送受信インタフェー
スに渡す。すなわち、データ転送回路３３０は、図３に
示した第１の実施の形態に係るデータ転送回路１３０の
機能とデータ転送回路１４０の機能とを兼ね備えてい
る。

【０１００】共有バッファ３５０と共有バッファ使用量
検知回路３６０との構成は、それぞれ図５に示した第１
の実施の形態の共有バッファ１５０と共有バッファ使用
量検知回路１６０と同様である。ただし、共有バッファ
３５０へのパケットの入出力は、データ転送回路３３０
からのみ行われることとなる。

【０１０１】このような構成のネットワークスイッチ装
置によれば、ネットワーク２１〜２４からのパケットが
送受信インタフェース３１１〜３１４に入力されると、
受信パケットの優先度クラスが、優先度クラス判定回路
３１１ａ，３１２ａ，３１３ａ，３１４ａによって判定
される。そして、送受信インタフェース３１１〜３１４
により、受信パケットの優先度クラスを示す値を含む受
信要求がデータ転送回路３３０に渡される。すると、デ
ータ転送回路３３０によって、共有バッファ使用量と受
信パケットの優先度クラスとに基づいてパケット受信の
許否が判定される。そして、パケット受信が許可された
場合にのみ、データ転送回路３３０によって、受信パケ
ットが共有バッファ３５０に格納される。このとき、共
有バッファ使用量検知回路３６０では、共有バッファの
使用量を示すポインタ使用量が更新される。

【０１０２】また、送受信インタフェース３１１〜３１
４がパケットを送信できる状態になると、送受信インタ
フェース３１１〜３１４からデータ転送回路３３０に、
パケットの送信要求が出される。すると、データ転送回
路３３０によって、送信要求を出力した送受信インタフ
ェースが接続されたネットワークへ送出すべき送信パケ
ットが共有バッファ３５０から取り出される。このと
き、共有バッファ使用量検知回路３６０では、共有バッ
ファの使用量を示すポインタ使用量が更新される。取り
出された送信パケットは、送信要求を出力した送受信イ
ンタフェースに渡され、その送受信インタフェースに接
続されたネットワークへ出力される。

【０１０３】このようにして、送受信インタフェースを
用いたネットワークスイッチ装置に、本発明の機能が実
装される。なお、図９の例では、送受信インタフェース
３１１〜３１４それぞれが優先度クラス判定回路３１１
ａ，３１２ａ，３１３ａ，３１４ａを有しているが、図
８に示した例と同様に、共通の優先度クラス判定回路を
設けてもよい。

【０１０４】［第４の実施の形態］以下に示す第４の実
施の形態から第８の実施の形態は、動的に閾値を変更す
ることが可能なネットワークスイッチ装置の例である。
たとえば、既存のトラフィックの優先度クラスを変更し
たい場合や、新規のトラフィックが発生しそれに対する
優先度クラスを設定した場合などに閾値を変更する。こ
れにより、トラフィックの状況に応じた優先度クラスや
閾値の設定が可能となる。

【０１０５】まず、第４の実施の形態について説明す
る。第４の実施の形態は、受信側ネットワークの一部に
プロセッサを介在させたネットワークスイッチ装置であ
る。ここで、プロセッサとは、一般に中央処理装置（Ｃ
ＰＵ：Central Processing Unit）、ＭＰＵ(Micro Proc
essing Unit)などと呼ばれる装置である。

【０１０６】図１０は、第４の実施の形態のシステム構
成例を示す図である。第４の実施の形態に係るネットワ
ークスイッチ装置４１０は、ネットワーク２１との間に
プロセッサ４２０が接続されている。ネットワークスイ
ッチ装置４１０は、他のネットワーク２２〜２４とは直
接接続されている。なお、ネットワークスイッチ装置４
１０の内部構成は、図３に示した第１の実施の形態の構
成とほぼ同じである。異なる点は、ネットワークスイッ
チ装置４１０内の共有バッファ使用量検知回路が有して
いる閾値設定レジスタや優先度クラス判定回路の優先度
クラステーブルに、プロセッサ４２０からの制御信号が
接続されていることである。

【０１０７】プロセッサ４２０からネットワークスイッ
チ装置４１０へは、制御信号と受信パケットとが渡され
る。制御信号は、ネットワークスイッチ装置４１０に、
閾値設定レジスタに設定すべき閾値を入力するための信
号である。プロセッサ４２０は、ネットワーク２１から
パケットを受信すると、その受信パケットをネットワー
クスイッチ装置４１０に渡す。このとき、プロセッサ４
２０は、通信状況（たとえば、受信パケットの中身な
ど）を監視しており、通信状況に応じて、受信パケット
の優先度クラスやその優先度クラスの閾値などを判定す
る。そして、プロセッサ４２０は、判定した内容を、制
御信号を用いてネットワークスイッチ装置４１０の優先
度クラス設定テーブルや閾値設定レジスタに対して設定
する。このようにして、パケット受信状況に応じて閾値
の変更が行われる。

【０１０８】図１１は、コネクション新規成立時のプロ
セッサにおける優先度制御処理の手順の一例を示すフロ
ーチャートである。図１１に示す処理は、コネクション
が新規に成立するごとに、対応する優先度クラスを定義
する処理を、プロセッサ４２０に実行させた場合の例で
ある。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って
説明する。

【０１０９】［ステップＳ４１］プロセッサ４２０は、
優先度クラスをｎ（ｎは自然数）クラス分設定する。な
お、優先度クラスは、値が小さい程、優先度が高いもの
とする。

【０１１０】［ステップＳ４２］プロセッサ４２０は、
新規コネクションの成立の有無を監視する。 ［ステップＳ４３］プロセッサ４２０は、新規コネクシ
ョンが成立したか否かを判断する。新規コネクションが
成立した場合には、処理がステップＳ４４に進められ
る。新規コネクションが成立していない場合には、処理
がステップＳ４２に進められ、引き続き新規コネクショ
ンの成立の有無が監視される。

【０１１１】［ステップＳ４４］プロセッサ４２０は、
成立した新規コネクションが、優先度クラスを設定して
通信品質を保証すべきコネクションか否かを判断する。
通信品質を保証すべきコネクションか否かは、たとえ
ば、そのコネクションの送信元のアドレスなどによって
判断することができる。通信品質を保証すべきコネクシ
ョンであれば、処理がステップＳ４５に進められる。通
信品質を保証する必要のないコネクションであれば、処
理がステップＳ４２に進められる。

【０１１２】［ステップＳ４５］プロセッサ４２０は、
優先度クラスを判定する。仮に、優先度クラスｍ（１≦
ｍ≦ｎ＋１）になったとする。 ［ステップＳ４６］プロセッサ４２０は、優先度クラス
ｍがｍ番目に多く、共有バッファを使用できるように、
ネットワークスイッチ装置４１０内に閾値を設定する。
すなわち、優先度クラスの値が大きいほど、閾値として
設定される共有バッファの使用量が小さな値となるよう
に、各優先度クラスの閾値が設定される。

【０１１３】［ステップＳ４７］プロセッサ４２０は、
ネットワークスイッチ装置４１０内の優先度クラス判定
回路に対して、新規に成立したコネクションが優先度ク
ラスｍとなるように、優先度クラステーブルに情報を設
定する。たとえば、コネクションの確立を要求した装置
から来たパケットの送信元アドレスを、送信元アドレス
の項目に登録し、優先度クラスの項目にｍを登録する。
その後、処理がステップＳ４２に進められる。

【０１１４】このようにして、ネットワークスイッチ装
置４１０とネットワーク２１との間にプロセッサ４２０
を設置することにより、通信パケットのきめ細かな優先
度制御が可能となる。

【０１１５】［第５の実施の形態］次に、第５の実施の
形態について説明する。第５の実施の形態は、全てのネ
ットワークを、プロセッサを経由してネットワークスイ
ッチ装置に接続したものである。

【０１１６】図１２は、第５の実施の形態のシステム構
成例を示す図である。第５の実施の形態では、ネットワ
ーク２１〜２４がセレクタ５３０に接続されている。セ
レクタ５３０は、ネットワーク２１〜２４から送られた
パケットの１つを選択する機能を有している。選択され
たパケットは、プロセッサ５２０に渡される。プロセッ
サ５２０とネットワークスイッチ装置５１０とは、それ
ぞれ図１１に示した第４の実施の形態のプロセッサ４２
０とネットワークスイッチ装置４１０と同様の機能を有
している。

【０１１７】このような構成にすることで、複数のネッ
トワーク２１〜２４から送られるパケットの優先度クラ
スを、プロセッサ５２０によって制御することができ
る。 ［第６の実施の形態］次に、第６の実施の形態について
説明する。第６の実施の形態は、任意の複数のネットワ
ークを、プロセッサを経由してネットワークスイッチ装
置に接続したものである。

【０１１８】図１３は、第６の実施の形態のシステム構
成例を示す図である。第６の実施の形態では、ネットワ
ーク２１，２２がセレクタ６３０に接続されている。セ
レクタ６３０は、ネットワーク２１，２２から送られた
パケットの一方を選択する機能を有している。選択され
たパケットは、プロセッサ６２０に渡される。プロセッ
サ６２０とネットワークスイッチ装置６１０とは、それ
ぞれ図１１に示した第４の実施の形態のプロセッサ４２
０とネットワークスイッチ装置４１０と同様の機能を有
している。なお、ネットワークスイッチ装置６１０に
は、ネットワーク２３，２４が直接接続されている。

【０１１９】このような構成にすることで、優先度制御
を行う必要のあるネットワーク２１，２２からの通信に
関し、セレクタ６３０とプロセッサ６２０を経由させる
ことで、詳細な優先度制御を行うことができる。

【０１２０】［第７の実施の形態］次に、第７の実施の
形態について説明する。第７の実施の形態は、ネットワ
ークスイッチ装置に対して、プロセッサインタフェース
を接続させたものである。

【０１２１】図１４は、第７の実施の形態のシステム構
成例を示す図である。図１４に示すように、ネットワー
クスイッチ装置７１０にプロセッサインタフェース７２
０を接続することができる。プロセッサインタフェース
７２０は、プロセッサに接続可能であり、プロセッサか
らの要求に応じて、ネットワークスイッチ装置内の優先
度クラステーブルや閾値設定レジスタなどに情報を設定
することができる。

【０１２２】このような、ネットワークスイッチ装置７
１０にプロセッサインタフェース７２０を接続すること
により、プロセッサとネットワークスイッチ装置との間
の接続を容易にすることができる。

【０１２３】［第８の実施の形態］次に、第８の実施の
形態について説明する。第８の実施の形態は、ネットワ
ークスイッチ装置からプロセッサへ、割り込み信号を送
信するものである。

【０１２４】図１５は、第８の実施の形態のシステム構
成例を示す図である。図１５に示すように、プロセッサ
８２０とネットワークスイッチ装置８１０とは制御信号
で接続されていると共に、ネットワークスイッチ装置８
１０からプロセッサ８２０へ割り込み信号が入力されて
いる。また、ネットワークスイッチ装置８１０には、複
数のネットワーク２１〜２４が直接接続されている。

【０１２５】ネットワークスイッチ装置８１０は、ネッ
トワーク２１〜２４から入力された受信パケットが、優
先度クラステーブルに登録された情報と一致した場合
や、ある優先度クラスに対応する閾値を超えた場合など
に、プロセッサ８２０に対する割り込み信号をアサート
する。プロセッサ８２０は、ネットワークスイッチ装置
８１０からの割り込み信号に応答して、所定の割り込み
処理を実行する。そして、プロセッサ８２０は、割り込
み処理の結果に応じた情報を、制御信号によりネットワ
ークスイッチ装置８１０に渡す。なお、ネットワークス
イッチ装置８１０の内部構成は、図３に示した第１の実
施の形態に係るネットワークスイッチ装置１００と同様
である。

【０１２６】ここで、割り込み信号は、たとえば、ネッ
トワークスイッチ装置８１０内の優先度クラス判定回路
から出力することができる。図１６は、割り込み信号を
出力する優先度クラス判定回路の構成例を示す図であ
る。図１６には、ネットワークスイッチ装置８１０が有
する受信インタフェース内に設けられた優先度クラス判
定回路８１１の構成例を示している。

【０１２７】優先度クラス判定回路８１１は、優先度ク
ラステーブル８１１ａ、比較器８１１ｂ、および割り込
み制御部８１１ｃを有している。優先度クラステーブル
８１１ａは、パケットの優先度を判定するための定義情
報である。優先度クラステーブル８１１ａのデータ構造
は、図４に示した第１の実施の形態における優先度クラ
ステーブル５１の構造と同様である。

【０１２８】比較器８１１ｂは、受信したパケットの情
報（受信パケット情報）と、優先度クラステーブル８１
１ａ内の各エントリ（優先度クラスの情報は除く）とを
比較する。比較器８１１ｂは、比較の結果、受信パケッ
ト情報が何れかのエントリと一致した場合には、一致信
号をアサートする。一致信号は、割り込み制御部８１１
ｃに入力される。

【０１２９】割り込み制御部８１１ｃは、プロセッサ８
２０に対する割り込み信号を出力する。たとえば、割り
込み制御部８１１ｃは、一致信号がアサートされたこと
を検出すると、プロセッサ８２０に対する割り込み信号
をアサートする。

【０１３０】このような構成により、受信パケットが優
先度クラステーブル内のエントリと一致したときに、ネ
ットワークスイッチ装置８１０からプロセッサ８２０
へ、割り込み信号を出力することができる。

【０１３１】［その他の応用例］なお、上記の第４〜第
８の実施の形態は、第１の実施の形態に対する変形例と
して説明したが、第４〜第８の実施の形態に示した構成
を、第２、第３の実施の形態に適用することもできる。

【０１３２】また、上記実施の形態のプロセッサの機能
は、処理内容を記述したプログラムをプロセッサに実行
させることが実現することができる。プログラムは、た
とえば、ネットワークスイッチ装置に内蔵されたＲＯＭ
(Read Only Memory)等の半導体メモリに格納される。

【０１３３】（付記１） 複数のネットワーク間のデー
タ転送を行うネットワークスイッチ装置において、バッ
ファと、受信データが入力されると、前記受信データの
優先度を判定する優先度判定回路と、前記バッファの現
在の使用量が、優先度毎に予め対応づけられた閾値を超
えているか否かを判定する使用量検知回路と、前記優先
度判定回路と前記使用量検知回路との判定結果を取得
し、前記バッファの現在の使用量が前記受信データの優
先度の閾値を超えていない場合には、前記受信データを
前記バッファに格納するデータ転送回路と、を有するこ
とを特徴とするネットワークスイッチ装置。

【０１３４】（付記２） 前記データ転送回路は、前記
受信データの優先度の閾値を超えている場合には、前記
受信データを破棄することを特徴とする付記１記載のネ
ットワークスイッチ装置。

【０１３５】（付記３） 前記優先度判定回路は、デー
タの属性に関する情報と優先度との対応関係が定義され
た優先度クラステーブルを有しており、前記優先度クラ
ステーブルを参照して前記受信データの属性に対応する
優先度を判定することを特徴とする付記１記載のネット
ワークスイッチ装置。

【０１３６】（付記４） 前記優先度判定回路は、前記
受信データの属性が前記優先度クラステーブルに定義さ
れていない場合には、予め設定されているデフォルト値
を優先度として判定することを特徴とする付記３記載の
ネットワークスイッチ装置。

【０１３７】（付記５） 前記優先度クラステーブルに
は、前記受信データの転送単位であるパケットのヘッダ
に含まれる属性が定義されていることを特徴とする付記
３記載のネットワークスイッチ装置。

【０１３８】（付記６） データ通信状況を監視し、前
記データ通信状況に応じて、前記優先度クラステーブル
に情報を設定するプロセッサをさらに有することを特徴
とする付記５記載のネットワークスイッチ装置。

【０１３９】（付記７） 前記プロセッサは、新規コネ
クションが成立すると、前記新規コネクションで転送さ
れるデータの優先度を定義する情報を、前記優先度クラ
ステーブルに設定することを特徴とする付記６記載のネ
ットワークスイッチ装置。

【０１４０】（付記８） 前記使用量検知回路は、優先
度毎の前記バッファの閾値を設定する複数のレジスタを
有しており、前記レジスタに設定された値と前記バッフ
ァの使用量とを比較することで、優先度毎の前記閾値の
超過の有無を判定することを特徴とする付記１記載のネ
ットワークスイッチ装置。

【０１４１】（付記９） データ通信状況を監視し、前
記データ通信状況に応じて、前記レジスタに値を設定す
るプロセッサをさらに有することを特徴とする付記８記
載のネットワークスイッチ装置。

【０１４２】（付記１０） 前記使用量検知回路は、前
記バッファ内の空き領域を指し示すポインタを蓄積する
ポインタスタックを有しており、前記ポインタスタック
に蓄積されているポインタの量に基づいて、前記バッフ
ァの使用量を判定することを特徴とする付記１記載のネ
ットワークスイッチ装置。

【０１４３】（付記１１） 複数のネットワーク間のデ
ータ転送を行うネットワークスイッチ装置において、前
記複数のネットワークそれぞれに接続される複数のイン
タフェースと、前記複数のインタフェースで共有される
共有バッファと、前記複数の受信インタフェースに受信
データが入力されると、前記受信データの優先度を判定
する優先度判定回路と、前記共有バッファの現在の使用
量が、優先度毎に予め対応づけられた閾値を超えている
か否かを判定する使用量検知回路と、前記優先度判定回
路と前記使用量検知回路との判定結果を取得し、前記バ
ッファの現在の使用量が前記受信データの優先度の閾値
を超えていない場合には、前記受信データを前記バッフ
ァに格納するデータ転送回路と、を有することを特徴と
するネットワークスイッチ装置。

【０１４４】（付記１２） 入力されたデータをバッフ
ァに蓄積しながら複数のネットワーク間のデータ転送を
行うためのネットワークスイッチ方法において、受信デ
ータが入力されると、前記受信データの優先度を判定
し、前記バッファの現在の使用量が、前記受信データの
優先度に予め対応づけられた閾値を超えているか否かを
判定し、前記バッファの現在の使用量が前記受信データ
の優先度の閾値を超えていない場合には、前記受信デー
タを前記バッファに格納する、ことを特徴とするネット
ワークスイッチ方法。

【０１４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、バッフ
ァの現在の使用量が受信データの優先度の閾値を超えて
いないことを確認して、受信データをバッファに格納す
るようにしたため、優先度毎にバッファを使用できる閾
値を変えることができる。その結果、バッファの空き容
量が少なくなったときには、優先度の高いデータのみを
バッファに格納し、そのデータのデータ転送品質を保証
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に適用される発明の概念図である。

【図２】第１の実施の形態に係るネットワークスイッチ
装置の接続例を示す図である。

【図３】ネットワークスイッチ装置の内部構成を示すブ
ロック図である。

【図４】優先度クラス判定回路の構成例を示すブロック
図である。

【図５】共有バッファ使用量検知回路の構成例を示すブ
ロック図である。

【図６】輻輳が起こらない場合のネットワークスイッチ
装置におけるパケットの流れを示すフローチャートであ
る。

【図７】輻輳が発生する場合のパケット転送状態の遷移
例を示すフローチャートである。

【図８】第２の実施の形態に係るネットワークスイッチ
装置の構成例を示す図である。

【図９】第３の実施の形態に係るネットワークスイッチ
装置の構成例を示す図である。

【図１０】第４の実施の形態のシステム構成例を示す図
である。

【図１１】コネクション新規成立時のプロセッサにおけ
る優先度制御処理の手順の一例を示すフローチャートで
ある。

【図１２】第５の実施の形態のシステム構成例を示す図
である。

【図１３】第６の実施の形態のシステム構成例を示す図
である。

【図１４】第７の実施の形態のシステム構成例を示す図
である。

【図１５】第８の実施の形態のシステム構成例を示す図
である。

【図１６】割り込み信号を出力する優先度クラス判定回
路の構成例を示す図である。

【図１７】従来のストア＆フォワード方式の処理の一例
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ バッファ ２ 優先度判定回路 ３ 使用量検知回路 ４ データ転送回路 ２１〜２４，３１〜３４ ネットワーク ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，３１ａ，３２ａ，３
３ａ，３４ａ 端末装置 １００ ネットワークスイッチ装置 １１１〜１１４ 受信インタフェース １１１ａ，１１２ａ，１１３ａ，１１４ａ 優先度クラ
ス判定回路 １２１〜１２５ 送信インタフェース １３０ データ転送回路 １４０ データ転送回路 １５０ 共有バッファ １６０ 共有バッファ使用量検知回路

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のネットワーク間のデータ転送を行
   うネットワークスイッチ装置において、 バッファと、 受信データが入力されると、前記受信データの優先度を
   判定する優先度判定回路と、 前記バッファの現在の使用量が、優先度毎に予め対応づ
   けられた閾値を超えているか否かを判定する使用量検知
   回路と、 前記優先度判定回路と前記使用量検知回路との判定結果
   を取得し、前記バッファの現在の使用量が前記受信デー
   タの優先度の閾値を超えていない場合には、前記受信デ
   ータを前記バッファに格納するデータ転送回路と、 を有することを特徴とするネットワークスイッチ装置。
2. 【請求項２】 前記データ転送回路は、前記受信データ
   の優先度の閾値を超えている場合には、前記受信データ
   を破棄することを特徴とする請求項１記載のネットワー
   クスイッチ装置。
3. 【請求項３】 前記優先度判定回路は、データの属性に
   関する情報と優先度との対応関係が定義された優先度ク
   ラステーブルを有しており、前記優先度クラステーブル
   を参照して前記受信データの属性に対応する優先度を判
   定することを特徴とする請求項１記載のネットワークス
   イッチ装置。
4. 【請求項４】 前記優先度判定回路は、前記受信データ
   の属性が前記優先度クラステーブルに定義されていない
   場合には、予め設定されているデフォルト値を優先度と
   して判定することを特徴とする請求項３記載のネットワ
   ークスイッチ装置。
5. 【請求項５】 前記優先度クラステーブルには、前記受
   信データの転送単位であるパケットのヘッダに含まれる
   属性が定義されていることを特徴とする請求項３記載の
   ネットワークスイッチ装置。
6. 【請求項６】 データ通信状況を監視し、前記データ通
   信状況に応じて、前記優先度クラステーブルに情報を設
   定するプロセッサをさらに有することを特徴とする請求
   項５記載のネットワークスイッチ装置。
7. 【請求項７】 前記使用量検知回路は、優先度毎の前記
   バッファの閾値を設定する複数のレジスタを有してお
   り、前記レジスタに設定された値と前記バッファの使用
   量とを比較することで、優先度毎の前記閾値の超過の有
   無を判定することを特徴とする請求項１記載のネットワ
   ークスイッチ装置。
8. 【請求項８】 データ通信状況を監視し、前記データ通
   信状況に応じて、前記レジスタに値を設定するプロセッ
   サをさらに有することを特徴とする請求項７記載のネッ
   トワークスイッチ装置。
9. 【請求項９】 複数のネットワーク間のデータ転送を行
   うネットワークスイッチ装置において、 前記複数のネットワークそれぞれに接続される複数のイ
   ンタフェースと、 前記複数のインタフェースで共有される共有バッファ
   と、 前記複数の受信インタフェースに受信データが入力され
   ると、前記受信データの優先度を判定する優先度判定回
   路と、 前記共有バッファの現在の使用量が、優先度毎に予め対
   応づけられた閾値を超えているか否かを判定する使用量
   検知回路と、 前記優先度判定回路と前記使用量検知回路との判定結果
   を取得し、前記バッファの現在の使用量が前記受信デー
   タの優先度の閾値を超えていない場合には、前記受信デ
   ータを前記バッファに格納するデータ転送回路と、 を有することを特徴とするネットワークスイッチ装置。
10. 【請求項１０】 入力されたデータをバッファに蓄積し
    ながら複数のネットワーク間のデータ転送を行うための
    ネットワークスイッチ方法において、 受信データが入力されると、前記受信データの優先度を
    判定し、 前記バッファの現在の使用量が、前記受信データの優先
    度に予め対応づけられた閾値を超えているか否かを判定
    し、 前記バッファの現在の使用量が前記受信データの優先度
    の閾値を超えていない場合には、前記受信データを前記
    バッファに格納する、 ことを特徴とするネットワークスイッチ方法。