JP2003511909A

JP2003511909A - 階層状に出力がキューされたパケットバッファリングシステムおよび方法

Info

Publication number: JP2003511909A
Application number: JP2001529151A
Authority: JP
Inventors: ロバートライアン，; レオンケイ．ウー，
Original assignee: テノーネットワークス，インコーポレイテッド
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2003-03-25
Also published as: WO2001026309A1; AU1193401A; EP1222780A1; CA2388348A1

Abstract

(57)【要約】本発明のパケットバッファリングシステムおよび方法は、フルメッシュアーキテクチャを組み込む通信デバイスを可能にすることにより、通常は半メッシュアーキテクチャと関連付けられる帯域幅の総計レベルを達成する。パケットをバッファリングする本発明は、第１のパケットバッファおよび第２のパケットバッファを有する階層状のメモリ構造を使用して、通信デバイスの入力ポートと出力ポートとの間のパケットをバッファリングする。受信されたパケットは、第１のパケットバッファにおいて、出力ポートおよびプライオリティレベルによって組織化され、第１のパケットバッファは、通信デバイスのネットワーク速度の総計で動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（関連出願との相互参照）本願は、１９９９年１０月６日に出願された米国特許仮出願第６０／１５７，
９２５号のプライオリティ権およびその利益を主張する。

【０００２】（発明の分野）本発明は概して、通信システムに関し、詳細には、パケットベースの通信アー
キテクチャ内のデータフローの移動に関する。

【０００３】（発明の背景）データ通信は、通信リンクによって相互接続された２つ以上のエンティティ間
におけるデータの交換に関する。データは、例えば、コンピュータ間で伝送され
る情報、または個人間の音声の伝送であり得る。パケットベースのシステムにお
いて、データは、所定のプロトコルによるデータのディスクリートパケットまた
はフレームとして通信され、プロトコルは、パケットがソースから宛先まで移動
する際に、いかに構築および処理されるかを規定し、パケットからの元のメッセ
ージを再度組み立てることを容易にする。

【０００４】インターネット通信が急速に増加し、従来の遠距離通信サービスへの要求が高
まると、結果としてエスカレートしたトラフィックを処理すべきキャリアの能力
に負担が生じた。キャリアは、信頼性も高く、高速で大容量情報伝達を提供する
（帯域幅）、光ファイバ媒体にますます移行してきている。「マルチプレクシン
グ」戦略によって、帯域幅はさらに増加し、これにより、多重データストリーム
を、同じ通信媒体上で相互に干渉することなく、送信することが可能になる。例
えば、時分割多重化（ＴＤＭ）によって、特定のフローからのパケットを、「時
間スロット」（すなわち、（インターバルの間にスケジューリングされた他の時
間スロットによって）固定のインターバルで回帰することが可能な短いウィンド
ウ）内でのみ伝送することが可能になる。各時間スロットは、別々の通信チャン
ネルを表す。次いで、これらの時間スロットは、予め定義された帯域幅の階層内
で、より高速のライン上で多重化される。高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）に
おいて、チャネルは、異なる光の波長であり、干渉を生じることなく、同じファ
イバ上で同時に伝達し、かつ、光の波長の数によって、ファイバの容量を効果的
に増加することが可能である。

【０００５】これらの戦略によって、遠距離通信媒体が、トラフィックの大きな増加を収容
することが可能になる。トラフィックをルーティングするタスク、すなわち、異
なるデータフローをそれぞれの宛先に方向付けするタスクは、トラフックがこの
ように大きく増加することによってさらに困難になる。パケットは、エンドステ
ーションに到達する前に、多くの通信ネットワークおよびサブネットワークを横
断し得る。さらに、ネットワークは、異なるパケットフローが、異なるパスを介
して共通の宛先へ移動するように、異なるブランチにわたるトラフィック、およ
び他のネットワークへのトラフィックのバランスを調整するように設計される。
パケットのルーティングは、スイッチ、ルータおよびブリッジなどの通信デバイ
スによって処理される。

【０００６】例えば、図１を参照すると、通信デバイス１５０は、通信リンク１１２を介し
て、通信ネットワーク１１０から（パケット／フレーム、セル、またはＴＤＭフ
レームの形態で）情報を受信し、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１２０
、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）１３０または広域ネットワーク
（ＷＡＮ）１４０などの異なる通信ネットワークまたはブランチに、受信した情
報を伝送する。通信デバイス１５０は、それぞれが一連の入力ポート（例えば、
１６２、１６４および１６６）および出力ポート（例えば、１６８、１７０およ
び１７２）を有する、ＮＩＣ１６０およびＮＩＣ１８０などの複数のネットワー
クインターフェースカード（ＮＩＣ）を含み得る。入力ポート１６２、１６４お
よび１６６は、通信ネットワーク１１０からの情報を受信し、これらの情報を複
数のパケット処理エンジン（図示せず）に伝送する。これらのパケット処理エン
ジンは、パケットを処理し、エンドステーションを含むＬＡＮ１２０、ＭＡＮ１
３０またはＷＡＮ１４０などの通信ネットワークに対応した出力ポート１６８、
１７０および１７２のうちの一つにおいて伝送するためにパケットを準備する。

【０００７】よい運営のネットワークにおいてさえも、何らかの輻輳は不可避である。これ
は、データトラフィックが一時的に特定のネットワークブランチを圧倒すること
に起因し得るが、それよりも、通信デバイス自体に課せられた要求から生じるこ
とがしばしばある。例えば、データが送信され得るよりも速く蓄積される場合に
、特定の出力ポートがバックログされ得る。理想的な通信デバイスであれば、多
くの入力チャネルから入来するデータを集合し、少しも遅延させずに適切なポー
ト上にこのデータを出力することが可能である。残念ながら、データ移動速度が
増加し続けるため、この理想は非現実的であるのみならず、高いデータ集合力を
有し、かつ、バックログを最小限にとどめるというこの二つの目標は非常に相反
するものである。

【０００８】歴史的には、最小限のバックログ／最小限の輻輳（すなわち、高品質のサービ
スすなわちＱｏＳ）に重点を置く通信システムは、図２Ａに示すような「フルメ
ッシュ相互接続」の構成を利用する。この構成によると、スイッチ２００は、Ｉ
Ｎ₁．．．ＩＮ_pと示される一連のｐ入力ポート、およびＯＵＴ₁．．．ＯＵＴ_pと
示される一連のｐ出力ポートを含む。通常のスイッチは、各カードが固定数の入
力ポートおよび出力ポートを備える、多重プラグインネットワークのインターフ
ェースカードを収容するように構成される。

【０００９】フルメッシュシステムにおいて、各入力ポートは、各出力ポートに直接接続さ
れる。この結果、パケットが、最小限の遅延でポート間を移動することが可能に
なる。入来パケットは、調査され、適切な出力ポートが判定され、適切なポート
にルーティングされる。多機能なＱｏＳメカニズムを収容し得る出力バッファア
ーキテクチャを実施するためにも、フルメッシュスイッチを用いることが可能で
ある。例えば、顧客の中には、よりよいサービスの保証を求めてより高い料金を
支払う人もおり、異なる種類のトラフィックは異なるプライオリティと一致し得
る。各出力ポートと関連した、分散されたスケジューラ２１０は、スケジューラ
の各キューと関連したプライオリティレベルと一致したパケットを出力する。図
２Ａに示すように、例えば、一連のｎのプライオリティキュー２０５₁、２０５₂ ．．．２０５_nは、出力ポートＯＵＴ₁と関連し、分散されたスケジューラモジュ
ール２１０は、そのキューレベルのプライオリティに一致した伝送からのこれら
のキューからパケットを選択する。

【００１０】出力バッファリングによって、比例調整、データ形成、（移動できなくなった
帯域幅を排除するための）アイドルキューからビジーキューまでのトラフィック
の再割り当てなどのより高度なＱｏＳメカニズムに加え、純粋なプライオリティ
のスケジューリングが可能になる。比例調整は、パケットサイズが変化し得るこ
とを認識し、これにより、プライオリティ付けが、パケットベースで厳密に適用
されて、大きなパケットは、不適切な利点を有し、過度のジッターをもたらす。
データ形成は、平均速度およびデータ転送の密度（すなわち、トラフィックパタ
ーン）を規制する。任意の特定のデータフローに過度の負担を課すことなく、バ
ースト性を調整し、過度のデータ輻輳を回避するために、トラフィックパターン
上に制限が課される。

【００１１】ＱｏＳの利点にもかかわらず、フルメッシュアーキテクチャは、パーシャルメ
ッシュアーキテクチャと同じようには、歴史的に発展しなかった。相互接続が複
雑であるため、データ転送速度が高速の場合に性能が落ちるだけでなく、特定数
のポートを越えた相互接続が実現不可能の場合があり得る。したがって、高度の
データ集合を可能とするように「パーシャルメッシュ」の設計が開発された。ス
イッチ２５０は、図２Ｂに示すパーシャルメッシュ設計に基づく。スイッチ２５
０は、一連のｐ入力ポートおよび相補的な一連のｐ出力ポートも含む。しかし、
この場合、各入力ポートのすべてが、各出力ポートに常に接続されているわけで
はない。代わりに、中央スケジューリングモジュール２５５は、必要に応じて、
入力ポートを出力ポートに接続する。

【００１２】接続構造が縮小したことによって、パーシャルメッシュアーキテクチャは、高
い集合帯域幅を支援するが、特定のトラフィックパターンが入力において生じる
場合、ブロックまたは輻輳する。例えば、いくつかの入力ポートからのパケット
をフローさせるには、同時に特定の出力ポートにアクセスすることが必要であり
得る。パケットが受信された順番で入力ポートにキューされるため、この結果、
高プライオリティのトラフィックが低プライオリティのトラフィックによってブ
ロックされる、「ヘッド−オブ−ライン（ｈｅａｄ−ｏｆ−ｌｉｎｅ）」ブロッ
キングが生じ、これにより、帯域幅およびＱｏＳの保証が飽和状態になることが
防がれる。

【００１３】これらのブロッキングシナリオは、入力側で「仮想出力キューイング」（すな
わち、出力ポートではなく入力ポートに設置された出力キュー）を用いることに
よって、パーシャルメッシュシステム内で緩和される。図２Ｃに示すように、入
力ポートＩＮ₁と関連するものは、一連のｐ×ｑ出力キュー２６０であり、ｐ個
の組のｑ番目のキュー（すなわち、各出力ポート、１からｐまでに対してｑ番目
のプライオリティキュー）として編成される。このようにして、入来パケットは
、ヘッド−オブ−ラインブロッキングをもたらす機会を有する前に、プライオリ
ティ順に配置される。

【００１４】キューを複製するために、キューの効率（すなわち、メモリ空間の利用）が犠
牲にされる。さらに、多くのキューからのパケットの出力をスケジューリングす
るために、高性能のキュー解除方式を実施することは、困難または不可能であり
得る。これは、出力キューの多重度、およびその機能が出力ポートではなく入力
ポートに近いことに起因する（これにより、出力判定が、出力ポートの実際の状
態ではなく、不正確で有り得る想定された状態に基づく）。この結果、キュー解
除方式は通常、基本的および本質的にグローバルである必要がある。すなわち、
スケジューラ２５５によって実施される方針は、キューに特定であってはならな
い。実際的な問題として、純粋なプライオリティは概して、システムの広範囲な
アプリケーションに受け入れられる、唯一のＱｏＳメカニズムである。したがっ
て、上述の出力側の制御（比例調整など）は、仮想出力キューイングを用いて、
システム上で容易に実施することが不可能である。

【００１５】（発明の説明）（発明の簡単な要旨）本発明は、フルメッシュアーキテクチャを、通常、パーシャルメッシュシステ
ムと関連した帯域幅の集合レベルにスケーリングすることを可能にする、階層的
に編成された出力−キューイングシステムを利用する。さらに、本発明のアーキ
テクチャによって、出力側のトラフィック工学制御が容易にされ、これにより、
パケットのプライオリティレベルを尊重する、高性能のキュー解除方式を収容す
る。

【００１６】一実施形態において、本発明の局面を組み込んだパケット−バッファリングシ
ステムおよび方法を、一連の入力ポートから、通信ネットワークに接続された通
信デバイス内の一連の出力ポートにパケットを伝送する際に用いる。システムは
、従来技術におけるように一つのメモリ内ではなく、２つ以上のレベルのメモリ
／パケットバッファを含む、階層的なパケット−バッファリングアーキテクチャ
内の通信ネットワーク上で受信されるパケットをバッファする。

【００１７】第一のパケットバッファは、第一の一連のキューに編成される。第一の一連の
キューは、通信ネットワークを介して通信デバイスの入力ポートにおいて受信さ
れるパケットと関連したプライオリティレベルに対応した組のキューにさらにグ
ループ化され得る。各第一の一連のプライオリティキューの組は、通信デバイス
の出力ポートのうちの一つとも関連する。同様に、第二のパケットバッファ（お
よび、所望の場合には、さらなるパケットバッファ）も、通信デバイスの特定の
出力ポートと関連したプライオリティキューの組にグループ化され得る一連のキ
ューにも編成される。

【００１８】第一のパケットバッファは、集合ネットワークの速度（すなわち、ネットワー
ク自体の全体的な伝送速度）で、通信デバイスの入力ポートからパケットを受信
する。次いで、受信されたパケットは、アドレスルックアップエンジンによって
検査されて、転送特性（例えば、所望の宛先出力ポート、ＱｏＳに基づくプライ
オリティレベル、など）を確認する。出力ポートおよびパケットと関連したプラ
イオリティレベルを知った後、パケットは、受信したパケットのプライオリティ
レベルと一致したプライオリティレベルを有し、宛先の出力ポートとも関連した
第一の一連のキューに、集合ネットワークの速度で、伝送される。

【００１９】これらの第一の一連のキュー内のパケットは続いて、集合ネットワークの速度
より遅い速度で、対応した第二の一連のキューに伝送される。これらの第二の一
連のキューは、そのプライオリティが受信したパケットのプライオリティと一致
し、宛先の出力ポートとも関連した、第二の一連のプライオリティキューの組の
一部である。パケットが第一の一連のキューから第二の一連のキューに伝送され
る順序は、パケットのプライオリティレベルに基づき、これにより、高いプライ
オリティのパケットが、低いプライオリティのパケットの前に伝送される。パケ
ットが適切な第二のパケットバッファにおいて受信された後、この第二のパケッ
トバッファに関連した、任意の種々のキュー解除システムは、スケジューラと共
に、指定された出力ポートへのパケットのスケジューリングを行い、指定された
出力ポートにこのパケットを伝送する。あるいは（以下に説明するように）、パ
ケットは、出力ポートに到達する前に、さらなる、同様に編成されたパケットバ
ッファに伝送され得る。

【００２０】第一のパケットバッファが集合ネットワークの速度で、パケットを受信および
処理する場合、第一のパケットバッファとして用いるために選択されたメモリの
種類は、比較的高速なアクセス時間を含む性能特徴（例えば、組み込まれたＡＳ
ＩＣパケットバッファ、ＳＲＡＭ）を有する必要がある。この速度に適応するた
めに、第一の一連のキューが、比較的浅いキューサイズ（すなわち、バッファの
深度）を有し、第一の一連のキューの帯域幅の合計は、入力ポートに接続された
通信ネットワークの集合帯域幅より小さい。このコンテキストにおいて用いるよ
うに、用語「帯域幅」は、キューがトラフィックを少しも落とすことなく、ネッ
トワークトラフィックを吸収することが可能である速度を意味する。

【００２１】第二のパケットバッファは、集合ネットワークの速度より遅い速度で、第一の
パケットバッファからパケットを受信することが可能であり、第二の一連のキュ
ーのキュー深度は通常、第一の一連のキューのキュー深度より深い。この結果、
第二のパケットバッファを形成するメモリの性能特徴は、第一のパケットバッフ
ァ（例えば、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＲＡＭＢＵＳ、高密度ＳＲＡＭなどのフィ
ールド構築可能なメモリ要素）のアクセス時間ほど早くなくてよい。第二のパケ
ットバッファの帯域幅の合計は、第一のパケット−バッファ帯域幅の合計以上で
あるが、個々の第二のパケットバッファの帯域幅は、集合の第一のバッファ帯域
幅ほど大きくない。第一のパケットバッファと第二のパケットバッファとの間の
性能要件が緩和すると、システム性能において対応した損失を生じることなしに
、第二のパケットバッファに、低価格のメモリを用いることが可能になる。

【００２２】本発明の別の実施形態において、第一のパケットバッファおよび第二のパケッ
トバッファに用いられるメモリの種類は、実質的に同様の性能特徴を提示し得る
。例えば、第二の一連のキューのバッファの深度に対して、第一の一連のキュー
に浅いバッファの深度を提供することによって、均質のメモリに、第一の一連の
キューおよび第二の一連のキューの両方を収容するように編成され得る。

【００２３】階層的なメモリの２つのレベルのコンテキスト内で、本発明をこれまで説明し
、以後も説明し続けるが、当業者であれば、任意の数のレベルが実施され得るこ
とを理解する。例えば、本発明は、第二のパケットバッファのうちの少なくとも
一つに接続され、かつ、指定された出力ポートに引き続いて伝送を行うために、
第二のパケットバッファのうちの少なくとも一つからパケットを受信する第三の
パケットバッファを収容し得る。この第三のパケットバッファは、第三の一連の
プライオリティキューの組としてグループ化された第三の一連のキューからも成
り、これにより、一貫したプライオリティレベルによって、第三の一連のキュー
が適切なパケットプライオリティレベルを処理する。第三のパケットバッファの
帯域幅の合計は概して、対応した第二のパケット−バッファ帯域幅の合計以上で
あり、第三のパケットバッファの深度の合計は概して、第二のパケット−バッフ
ァの深度の合計を越える。

【００２４】さらに、通信デバイス内の入力ポート数が増加するため、キューが、第一のレ
ベルにおいて急増し得、これにより、第一のレベルより上のレベルでのパケット
の集合が保証される。例えば、パケットは、レベル０のパケットバッファ内の特
定の（または他の転送属性と一致した）ＱｏＳによってキューフロー内に集合さ
れ得、続いて、上述の階層的メモリアーキテクチャ内の低レベルのメモリ内にこ
れらのキューフローを通過させる。

【００２５】要約すると、低性能、低コストのメモリシステムの深度（増加したＱｏＳ能力
）によって補足される、極度に高速で、比較的浅いメモリシステムからなる、高
集合帯域幅パケットバッファリングメモリの実施が可能になるため、本発明の階
層的メモリアーキテクチャは、従来の出力キューシステムのスケーリングの問題
を克服する。

【００２６】本発明の利点は、フルメッシュシステム（出力キュー）の拡張性を高める一方
、ヘッド−オブ−ラインのブロッキングを回避するだけではなく、パーシャルメ
ッシュシステムにおける利点も含む。本質的には、相互接続された複数のフルメ
ッシュ、階層的出力−キューパケット−バッファリングシステムは、パーシャル
メッシュ相互接続によって相互接続され得ながらも、単一のシステムのＱｏＳ特
徴の多くを保持する。

【００２７】以下の説明は、添付の図面と共に、以下の本発明の詳細な説明を読むとき、よ
り容易に理解される。

【００２８】（好適な実施形態の詳細な説明）図３Ａを参照して、本発明は、通信ネットワーク１１０を介して、複数の入力
ポート３０２、３０４、３０６から受信されたパケットを、複数の出力ポート３
２２、３２４、３２６へ転送するための階層キューシステム３２０を組み込む。
階層キューシステム３２０は、受信パケットを、レベル１メモリ３１２、レベル
２メモリ３１４およびレベルＸメモリ３１６等の複数の記憶素子にバッファリン
グする。

【００２９】通信デバイス１５０（図１）の集合ネットワークレートを吸収するために、レ
ベル１メモリ３１２は、すべての入力ポート３０２、３０４、３０６の集合トラ
フィックを、損失することなく、ラインレートでバッファリングするのに十分に
高速でなければならない。レベル１メモリは、通常、「広域」メモリで構成され
得、このときのメモリ幅は、１クロックサイクルのメモリにおいて、並列して記
憶され得るビットの数として規定される。しかしながら、メモリクロックレート
は、その時の技術能力により制限される。所与の技術により制限されたクロック
レートで、メモリ帯域幅は、メモリ幅をより幅広くすることによって増大し得る
。しかしながら、メモリ記憶密度は、さらに、その時の技術によって制限される
ので、メモリをより幅広くすることは、メモリがより浅くなることを必要とする
。結果として生じたメモリ深さの低減は、集合帯域幅がレベル１メモリ３１２の
帯域幅と等しいか、またはそれよりも大きい、複数のレベル２メモリ３１４、３
１６を付加することによって回復され得る。所与のネットワーク環境のために、
パケットバッファ深さを犠牲にすることなく、特定のパケットバッファ帯域幅を
支援する能力は、メモリ技術の向上ゆえに達成され得るにもかかわらず、より高
いパケットバッファ帯域幅においてさえ、通信デバイス１５０を基準化しようと
する場合、再び問題が表面化する。

【００３０】メモリ性能が非現実的に向上することなくスケーリングを促進するために、階
層キューシステム３２０は、集合において、逐次的により深いバッファ深さ（す
なわち、より多くのバイトを記憶することが可能）に従って構成され、かつパケ
ットバッファ帯域幅が、レベル１メモリ３１２のパケットバッファ帯域幅と等し
いか、またはそれよりも大きいメモリレベル３１４、３１６を取り込む。レベル
２メモリ３１４およびレベルＸメモリ３１６は、より深いパケットバッファ深さ
へ編成されることによって、レベル１メモリ３１２におけるパケットバッファ深
さの犠牲を本質的に補う。階層キューシステム３２０のメモリレベル３１２、３
１４、３１６それぞれにおいて用いられるメモリのタイプは、実質的に同様の性
能特性を示し得るが（異なった構成であるが）、レベル２メモリ３１４およびレ
ベルＸメモリ３１６のオフセット効果は、より低いレベルのメモリ３１４、３１
６のためのより高密度のメモリタイプ（すなわち、より大きいパケットバッファ
深さ）の使用を可能にし、著しいコスト節約に至り得る。

【００３１】本発明は、以下において、通信デバイスのネットワークインターフェースカー
ドにおいて実施されているように説明されるが、この特定の実施は、例示的実施
形態に過ぎず、かつ当業者は、請求された発明から利益を受け得る任意の数の他
の実施形態を認識する。例えば、本発明の階層キューシステム３２０は、多種多
様な通信デバイス（例えば、スイッチおよびルータ）において、１つ以上の通信
デバイスとアクセス可能な共有メモリにおいて実行され得る。

【００３２】図３Ｂおよび図４を参照して、本発明の局面を実施するネットワークインター
フェースカード（ＮＩＣ）３２８は、入力ポート３０２、３０４、３０６、パケ
ット処理エンジンまたはパケット転送エンジン３３０、アドレスルックアップエ
ンジン（ＡＬＥ）３３２、統計モジュール３３４、相互接続インターフェース３
１０（図２Ａ）、階層キューシステム３２０、デキューシステム３４０、および
出力ポート３２２、３２４、３２６を備える。ＮＩＣ３２８は、入力ポート３０
２、３０４、３０６（ステップ４１０）において、パケットベースの通信ネット
ワーク１１０（図１）からパケットを受け取る。転送エンジン３３０は、ＡＬＥ
３３２とともに、宛先（ステップ４１２）と関連する適切な出力ポート３２２、
３２４、３２６を検索することによって、かつ転送ベクトルを適切な出力ポート
にルーティングすることを支援するために、パケット（ステップ４１６）上にプ
リペンディングすることによって、パケットの宛先出力ポートを決定する。

【００３３】改変されたパケットは、その後、相互接続インターフェース３１０を介してフ
ルメッシュ相互接続３１１にルーティングされ（図２Ａにおいてかなり詳細に示
されるように）、続いて、階層キューシステム３２０に送達される。ＮＩＣ３２
８の階層キュー３２０は、通常、フルメッシュ相互接続３１１を介して、改変パ
ケットを受信するので、階層キューシステムは、本来、通信デバイス１５０にお
いてインストールされた任意のＮＩＣの入力ポート１６２、１６４、１６６、２
２４、２２６、２２８において受信されたパケットを送信し、それ自体のＮＩＣ
３２８の入力ポート３０２、３０４、３０６によって受信されたパケットを含む
。別の実施形態において、入力ポート３０２、３０４、３０６において受信され
たパケットは、転送エンジン３３０によって、直接的に、階層キューシステム３
２０に転送され、相互接続インターフェース３１０およびフルメッシュ相互接続
３１１全体をバイパスする。さらに別の実施形態において、転送エンジン３３０
は、パケットを相互接続インターフェース３１０に転送し、その後、パケットを
直接的に階層キューシステム３２０に転送し、従って、フルメッシュ相互接続３
１１をバイパスする。

【００３４】物理経路に関係なく、続いて、改変されたパケットは、階層キューシステム（
ステップ４１８）の第１レベルメモリ３１２において受信される。第１レベルメ
モリ３１２におけるパケットは、後述のように、ますます深くなるキュー深さに
編成されるメモリ素子に対応する第２レベルメモリ３１４に送信され、そして続
くＸレベルメモリ３１６（ステップ４２０）に送信される。階層キューシステム
３２０において実行される送信／バッファリングするプロセスは、パケットを階
層キューシステム３２０のメモリの最低レベルにおけるパケットを、特定の出力
ポート３２２、３２４、３２６と関連するキューに分類する。パケットは、その
後それぞれのパケットの転送ベクトルが除去され（ステップ４２２）、パケット
が、選択された出力ポート３２２、３２４、３２６（ステップ４２４）への伝送
のためにスケジューリングされるデキューシステム３４０に転送される。パケッ
トは、その後、選択された出力ポート３２２、３２４、３２６から、ＬＡＮ１２
０、ＭＡＮ１３０、またはＷＡＮ１４０等の通信ネットワークに伝送される。

【００３５】より具体的に、かつ例示的実施形態として、パケットが入力ポート３０２にお
いて受信されると、入力ポート３０２と関連する転送エンジン３３０が選択され
る。選択された転送エンジンは、受信パケットヘッダを解析する。

【００３６】転送エンジン３３０は、このパケットヘッダに関する処理活動を選択された転
送エンジンに対して外部にあるモジュールに報告するために用いられる統計を提
供するために、パケットヘッダの統合性、そのチェックサムの確認、統計モジュ
ール３３４へのアクセス、およびパケットの宛先と関連する出力ポート３２２、
３２４、３２６のうちの１つのためのルーティング情報を受け取るためにＡＬＥ
３３２と通信することによってパケットヘッダを処理する。さらなるネットワー
ク特有の（例えば、ＩＰ、ＡＴＭ、フレーム遅延、ＨＤＬＣ、ＴＤＭ）パケット
処理は、この時に行なわれ得る。転送エンジン活動の終了時、選択された転送エ
ンジンは、ＮＩＣ３２８の特定の出力ポートを割り当てるルーティング情報（例
えば、転送ベクトルをパケットヘダーにプリペンディングすることによって）を
含むためにパケットヘダーを改変し得る。改変されたパケットヘダーは、その後
、転送エンジン３３０のバッファに書き込まれ、続いて、上述のように、階層キ
ューシステム３２０にルーティングされる。

【００３７】次に、階層キューシステム３２０に焦点を合わせて、かつ図５および図６を参
照して、第１レベルメモリまたは第１パケットバッファ３１２（ステップ６１０
）において受信された改変されたパケット５１０は、異なったプライオリティレ
ベルを有し、ＮＩＣ３２８の異なった出力ポート（すなわち物理ポートまたはバ
ーチャルポート）に割り当てられた複数のパケットを含む。例えば、受信パケッ
ト５１０は、複数の高プライオリティパケット５１２、中プライオリティパケッ
ト５１４、および低プライオリティパケット５１６を含み得、これらのうちのい
くつかは、出力ポート３２２に、およびその他のパケットは他の出力ポート３２
６のうちの１つに向かう。本発明は、受信パケット５１０における転送ベクトル
およびパケットヘッダ情報を、これらの宛先出力ポート３２２（ステップ６１２
）を決定するために検査する。１実施形態において、特定の出力ポート３２２の
ための受信パケット５１０は、キューの集団か、またはプライオリティキューセ
ット（ステップ６１４）に編成され、これは、例えば、高プライオリティキュー
セット５２０（高プライオリティパケット５１２）、中プライオリティキューセ
ット５２２（中プライオリティパケット５１４を含む）、および低プライオリテ
ィキューセット５２４（低プライオリティパケット５１６を含む）に対応する。

【００３８】第１パケットバッファ３１２の第１組プライオリティキューセット５２０、５
２２、５２４におけるパケットは、その後、第２レベルメモリまたは第２パケッ
トバッファ３１４（ステップ６１６）における第２組プライオリティキューセッ
ト５３０、５３２、５３４に送信される。第２組キューセット５３０、５３２、
５３４は、第１組キューセット５２０、５２２、５２４と同一の出力ポート３２
２と関連する。より低速の動作レートで、より深いバッファリングを提供するた
めに（従って、第２パケットバッファ３１４よりも少ないメモリ消費で使用する
ことを可能にする）、第２組キューセット５３０、５３２、５３４は、第１組キ
ューセットにおける対応する第１組キューよりも大きいバッファ深さ５３６を有
する第２組キューを含む。この文脈で、「バッファ深さ」という用語は、特定の
キューにおいて記憶され得るパケットデータの最大量を指す。

【００３９】第１パケットバッファ３１２は、通信デバイス１５０の集合ネットワークレー
トで動作し、従って比較的高速のメモリアクセスレートを支援することに留意す
ることが重要である。さらに、ＮＩＣ３２８におけるすべての第１パケットバッ
ファの第１パケットバッファ帯域幅の合計は、少なくとも、通信デバイス１５０
の集合ネットワーク帯域幅と同じ大きさである。これは、第１パケットバッファ
３１２が、データが通信ネットワーク１１０によって提供されるような量および
レートでパケットデータを受信することができることを意味する。これらの動作
パラメータを支援するために、非ブロッキング状態で、出力がバッファされてい
る間、第１パケットバッファ３１２は、ワイドデータバス（高データレートを達
成するために）および多重バンクアーキテクチュア（高フレームレートを達成す
るために）を用いる。第１のパケットバッファ３１２は、さらに、比較的浅い（
例えば、の記憶のパケットの１０００分の１０）ので、第１組キューの第１パケ
ットバッファ深さ５２６はそれほど深くない。上述のように、第２組キューは、
相対的に大きいパケットバッファ深さ５３６（例えば、１００万のパケット）を
有する。第２パケットバッファ深さは、しばしば、第１パケット深さの深さより
も１０倍〜１００倍、またはそれ以上である。通常、すべての第２パケットバッ
ファの第２パケットバッファ帯域幅の合計は、すべての第１パケットバッファの
第１パケットバッファ帯域幅の合計を超え得る。換言すると、第２パケットバッ
ファのパケット取り扱い能力（全体的に考慮される）は、第１パケットバッファ
の能力と等しく、かつ実際、それよりも大きくてよい。しかしながら、個々の第
２パケットバッファ帯域幅は、通常、第１パケットバッファ帯域幅の集合よりも
少ない。

【００４０】パケットとしてこれらの性能制限を緩和する工程は、階層キューシステム３４
０におけるより深いキューに送信され、第１パケットバッファおよび第２パケッ
トバッファのための異なったメモリタイプを用いることを可能にし、従って、性
能を悪化させることなく、著しいコストの節約を生じさせ得る。あるいは、第１
パケットバッファおよび第２パケットバッファは、同一のメモリプールにおいて
編成され得、同一の性能特性を示し得る（バッファ深さにおいてわずかな差異を
有する）、しかしながら、この実現は、それほどコスト有効的ではない。１実施
形態において、階層キューシステム３２０は、レベルＸメモリ３１６等、２レベ
ル以上のパケットバッファを組み込む。同様に、レベルＸメモリ３１６は、対応
する第２パケットバッファの深さ５３６を超えるパケットバッファ深さ５４２を
提供する。受信パケット５１０がメモリの最低レベル（最深バッファ深さを含む
）まで下方に送信された場合、複数のデキューイングシステム３４０は、パケッ
トバッファにおけるキューと関連して、伝送のためのパケットを宛先出力ポート
３２２（ステップ６１８）にスケジュールする。

【００４１】より具体的には、および例示的実施形態として、第１パケットバッファ３１２
は、パケットを、フルメッシュ相互接続３１１を介して、通信デバイス１５０の
すべてのＮＩＣＳ１６０、１８０、３２８から、パラレルで受信する。エンキュ
ーエンジン３１３（図３Ｂ）は、受信パケットがこのＮＩＣ３２８に向けられる
かどうかを決定するために転送ベクトルを解析する。パケットがＮＩＣ３２８の
出力ポート３２２、３２６に向けられた場合、エンキューエンジンは、さらに、
受信パケット５１０のプライオリティレベルを決定し、階層キューシステム３２
０のそれぞれのメモリレベルにおいてキューのうちのどれが（一貫したプライオ
リティレベル）受信パケットをバッファリングするかを決定する。受信パケット
５１０は、その後、出力ポートおよびプライオリティレベルによって分類され、
第１パケットバッファ３１２における第１組キューに分類される。第１組におけ
るパケットは、その後、第２パケットバッファ３１４における対応する第２組キ
ューに転送される。エンキューエンジンは、転送されたパケットを受信する第２
組プライオリティキューセットにおける特定のキューを決定するために、再び、
転送されたパケットの転送ベクトルを解析する。１実施形態において、第１のパ
ケットバッファ３１２と、第２のパケットバッファ３１４との間にキューセット
のワン−フォー−ワン（ｏｎｅ−ｆｏｒ−ｏｎｅ）マッピングが存在する。第２
パケットバッファ３１４は、階層キューシステム３２０のパケットバッファリン
グのバルクを提供し、供給レベルの一致を保証するために、従来の帯域幅形成お
よびパケットスケジューリングプロセスを用いてパケットを宛先出力ポート３２
２、３２６に送信する。ランダム早期検出（ＲＥＤ）および重み付けＲＥＤ（ｗ
ＲＥＤ）アルゴリズムは、キューの輻輳を管理するために第２パケットバッファ
３１４の進入の際に用いられ得る。階層キューシステム３２０のポートおよびキ
ューの割り当ての例は、以下の表１において提供される。

【００４２】

【表１】レベル２メモリ３１４およびレベルＸメモリ３１６のために必要とされる低減
されたメモリ帯域幅の送信効果は、ＱｏＳメカニズムの豊富なセットの実行を促
進する。例えば、分散スケジューラ２１０は、帯域幅をアイドル高プライオリテ
ィキューから、伝送するパケットを有するビジー低プライオリティキューに提供
し得る。より高いプライオリティキューは、通常、伝送を保証するために構成さ
れ、通常、過度に加入されるようには設計されない。逆も行なわれ得る（すなわ
ち、帯域幅を低プライオリティキューからより高いプライオリティキューへ提供
する）。さらに、他のＱｏＳ技術は、純粋プライオリティスケジューリングを重
み付けフェアキューおよび帯域幅提供と組み合わせる等して用いられ得る。

【００４３】図７を参照して、階層キューシステム３２０は、さらに、パケットを、同一の
ＱｏＳ、または同一の通信デバイスにおいて配向されるような共通転送属性を有
するキューフローに集めるのに用いられ得る。同様のトラフィックの集合は、階
層キューシステム３２０のより低いレベルにおいて形勢される多数のキューを管
理する負担を低減する。換言すると、通信デバイス１５０におけるポートの数は
増加するので、階層キューシステム３２０において生じるキューの数は拡大し、
従って、ＮＩＣ３２８における全体的バッファリングおよびスケジューリングの
複雑性を付加する。通信デバイス１５０によって受信されたパケットを、同一Ｑ
ｏＳを有するキューフローに予備ソートすることによって、第１レベルメモリ７
１０は、第１レベルメモリ７１０と関連する出力ポート３２２に向けられたパケ
ットを配置するために、プライオリティレベルおよび出力ポートの両方によるソ
ートではなく、プライオリティが付けられたキューフローによってソートするこ
とのみを必要とするので、第１レベルメモリ７１０へのソート負担は緩和される
。

【００４４】１実施形態において、通信ネットワーク１１０から受信されたパケット５１０
は、様々なプライオリティレベルを反映し、複数の異なった出力ポートにおいて
標的にされる。レベルゼロメモリ７１０は、受信パケット５１０を、プライオリ
ティレベルによってプライオリティキューセット７１２、７１４、７１６に、そ
れらの宛先出力ポートには関係なくソートする。ＮＩＣ３２８の特定の出力ポー
ト３２２と通信するレベルゼロメモリ７１０におけるパケットのサブセットは、
その後、第１レベルメモリ７１０に転送され、これは上述のように、パケットデ
ータをプライオリティキューセット２０、５２２、５２４（さらにポート３２２
と関連して）に編成する。

【００４５】本発明の階層キューシステムは、フルメッシュ構成の文脈で説明されてきたが
、当業者は、本発明の利点が、他の構成タイプにおいて理解され得ることを認識
する。例示的な１実施形態において、および図８を参照して、通信デバイス８１
０は、本発明の階層キューシステムの複数のインスタンス８２０’、８２０’’
、８２０’’’を含む。複数のインスタンス８２０’、８２０’’、８２０’’
’は、フルメッシュ相互接続８３０によって相互接続される。通信デバイス８１
０は、パケットをフルメッシュまたはパーシャルメッシュ相互接続８５０から受
信する。入ってくるパケットは、レベルゼロメモリ８４０に入力し、エンキュー
エンジン８４２によってプライオリティ付け／ソートされる。プライオリティ付
けされたパケットは、パケットが向けられる通信デバイス８１０の特定の宛先出
力ポート（図示せず）と関連する、階層キューシステムの複数のインスタンス８
２０’、８２０’’、８２０’’’のうちの１つにルーティングされる。

【００４６】レベルゼロメモリ８４０によって受信されるパケットが、別の通信デバイス８
７０における階層キューシステムの複数のインスタンス８６０’、８６０’’、
８６０’’’のうちの１つに関連する出力ポート（図示せず）に向けられる場合
、レベルゼロメモリ８４０は、パケットを、フルメッシュまたはパーシャルメッ
シュ相互接続８５０を介して、通信デバイス８７０のレベルゼロメモリ８８０に
ルーティングする。パケットは、その後、エンキューエンジン８８２によってプ
ライオリティ付け／ソートされ、フルメッシュ相互接続８９０を介して、適切な
階層キューシステムインスタンス８６０’、８６０’’、８６０’’’にルーテ
ィングされる。

【００４７】例えば、その時の技術的限界（すなわち、集合相互接続速度およびレベルゼロ
集合メモリ帯域幅）がシステムのすべての入力ポートの集合帯域幅に追いつくこ
とができない場合等に、パーシャルメッシュ相互接続を介したレベルゼロメモリ
８４０、８５０の相互接続は有益であり。対照的に、技術の限界は、システムの
入力ポートの集合帯域幅に追いつくことができる場合には、フルメッシュ相互接
続は、図８において示されるように実行され得る。

【００４８】本発明は、特定の詳細を参照して説明されてきたが、そのような詳細は、添付
の請求項に含まれる範囲を除き、発明の範囲についての制限としてみなされるこ
とを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ＬＡＮ、ＭＡＮおよびＷＡＮなどの他のネットワークに通信ネットワ
ークを接続する、従来技術の通信デバイスを模式的に示す。

【図２Ａ】図２Ａは、出力キューイングを実施する、従来技術のフルメッシュ相互接続シ
ステムを模式的に示す。

【図２Ｂ】図２Ｂは、ヘッド−オブ−ラインブロッキングを示す、従来技術のパーシャル
メッシュ相互接続システムを模式的に示す。

【図２Ｃ】図２Ｃは、仮想出力キューイングを実施する、従来技術のパーシャルメッシュ
相互接続システムを模式的に示す。

【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態による、階層的キューシステムを模式的に示す
。

【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一実施形態によって、配置および動作されたネットワーク
インターフェースカード内のいくつかのコンポーネントを模式的に示す。

【図４】図４は、本発明の一実施形態による、図３Ｂのネットワークインターフェース
カードを動作する際に実行される工程のフロー図を提供する。

【図５】図５は、本発明の一実施形態による、図３Ｂのネットワークインターフェース
カードの階層的キューシステムのメモリ、パケットおよびキュー構造を示す。

【図６】図６は、本発明の一実施形態による、図５のキュー解除および階層的キューシ
ステムによって実行される工程のフロー図を提供する。

【図７】図７は、本発明の一実施形態による、キューフローを集合およびバッファリン
グする際に、図５の階層的キューシステムのメモリ、パケットおよびキュー構造
を示す。

【図８】図８は、パーシャルメッシュ相互接続されたシステム内の階層的キューシステ
ムの一実施形態を示す。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ウー，レオンケイ．アメリカ合衆国マサチューセッツ 01742，コンコード，モニュメントストリート 1235−３Ｆターム(参考） 5K030 GA08 HA08 HB13 KA01 KA03 LC01 LC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通信デバイス中のパケットバッファリングシステムであって
、通信ネットワークを介して該通信デバイスの入力ポートから受信したパケット
を出力ポートに転送し、複数の第１のレベルのキューにセグメント化される第１のレベルのメモリであ
って、該複数の第１のレベルのキューはそれぞれ、第１のバッファ深さを有し、
該通信デバイスの該入力ポートから該パケットを受信する、第１のレベルのメモ
リと、該第１のレベルのメモリおよび該出力ポートと通信する第２のレベルのメモリ
であって、該第２のレベルのメモリは、複数の第２のレベルのキューにセグメン
ト化され、該複数の第２のレベルのキューはそれぞれ、第２のバッファ深さを有
し、該通信デバイスの該出力ポートと関連付けられ、該複数の第２のレベルのキ
ューは、該複数の第１のレベルのキューのうち少なくとも１つからパケットデー
タを受信して、該パケットデータを該出力ポートに転送する、第２のレベルのメ
モリと、を含み、該第２のバッファ深さの合計は、該第１のバッファ深さの合計を越える、システム。
【請求項２】前記複数の第１のレベルのキューはそれぞれ第１のバッファ
帯域幅を有し、前記複数の第２のレベルのキューはそれぞれ第２のバッファ帯域
幅を有し、該第２のバッファ帯域幅の合計は、該第１のバッファ帯域幅の合計以
上である、請求項１に記載のパケットバッファリングシステム。
【請求項３】前記第１のバッファ帯域幅の合計は、前記通信ネットワーク
の帯域幅の総計以上である、請求項２に記載のパケットバッファリングシステム
。
【請求項４】前記第１のレベルのメモリおよび前記第２のレベルのメモリ
は、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する完全に接続されたメッシ
ュアーキテクチャとして実行され、入力ポートはそれぞれ、出力ポートのうち対
応するものに連続的に接続される、請求項１に記載のパケットバッファリングシ
ステム。
【請求項５】前記第１のレベルのメモリおよび前記第２のレベルのメモリ
は、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する部分的に接続されたメッ
シュアーキテクチャとして実行され、該入力ポートのうち少なくとも１つは、該
出力ポートのうち少なくとも１つに切り替え可能に接続される、請求項１に記載
のパケットバッファリングシステム。
【請求項６】前記受信されたパケットは、該受信されたパケットと関連付
けられたプライオリティレベルを有し、前記複数の第２のレベルのキューはそれ
ぞれ、プライオリティレベルが割り当てられ、該パケットに一致するプライオリ
ティレベルを有するパケットを受信する、請求項１に記載のパケットバッファリ
ングシステム。
【請求項７】前記複数の第２のレベルのキューと通信するスケジューラで
あって、該スケジューラは、第１のプライオリティレベルを有する該複数の第２
のレベルのキューの１つから第２のプライオリティレベルを有する該複数の第２
のレベルのキューの別のキューに帯域幅を提供し、該第１のプライオリティレベ
ルは、該第２のプライオリティレベルより高い、スケジューラをさらに含む、請
求項６に記載のパケットバッファリングシステム。
【請求項８】前記複数の第２のレベルのキューと通信するスケジューラで
あって、該スケジューラは、第１のプライオリティレベルを有する該複数の第２
のレベルのキューの１つから第２のプライオリティレベルを有する該複数の第２
のレベルのキューの別のキューに帯域幅を提供し、該第１のプライオリティレベ
ルは、該第２のプライオリティレベルより低い、スケジューラをさらに含む、請
求項６に記載のパケットバッファリングシステム。
【請求項９】前記複数の第２のレベルのキューと通信するスケジューラで
あって、該スケジューラは、該複数の第２のレベルのキューによって受信された
パケットの独立的なスケジューリング工程を純粋なプライオリティに基づいて行
うスケジューラをさらに含む、請求項１に記載のパケットバッファリングシステ
ム。
【請求項１０】前記複数の第２のレベルのキューと通信するスケジューラ
であって、該スケジューラは、該複数の第２のレベルのキューによって受信され
たパケットの独立的なスケジューリング工程を、重み付きフェアキューイング技
術を用いて行うスケジューラをさらに含む、請求項１に記載のパケットバッファ
リングシステム。
【請求項１１】前記複数の第２のレベルのキューと通信するスケジューラ
であって、該スケジューラは、該複数の第２のレベルのキューによって受信され
たパケットの独立的なスケジューリング工程を、ランダム初期検出技術を用いて
行うスケジューラをさらに含む、請求項１に記載のパケットバッファリングシス
テム。
【請求項１２】前記複数の第２のレベルのキューと通信するスケジューラ
であって、該スケジューラは、該複数の第２のレベルのキューによって受信され
たパケットの独立的なスケジューリング工程を、重み付きランダム初期検出技術
を用いて行うスケジューラをさらに含む、請求項１に記載のパケットバッファリ
ングシステム。
【請求項１３】前記複数の第２のレベルのキューと通信するスケジューラ
であって、該スケジューラは、該複数の第２のレベルのキューによって受信され
たパケットの独立的なスケジューリング工程を、帯域幅提供技術を用いて行うス
ケジューラをさらに含む、請求項１に記載のパケットバッファリングシステム。
【請求項１４】前記複数の第２のレベルのキューと通信するスケジューラ
であって、該スケジューラは、該複数の第２のレベルのキューによって受信され
たパケットの独立的なスケジューリング工程を、純粋なプライオリティ、重み付
きフェアキューイング、ランダム初期検出、重み付きランダム初期検出、および
帯域幅提供から選択される技術の組み合わせを用いて行うスケジューラをさらに
含む、請求項１に記載のパケットバッファリングシステム。
【請求項１５】前記第１のレベルのメモリは第１の種類のメモリから構成
され、前記第２のレベルのメモリは第２の種類のメモリから構成され、該第２の
種類のメモリは、該第１の種類のメモリの性能特性と実質的に同様の性能特性を
有する、請求項１に記載のパケットバッファリングシステム。
【請求項１６】前記第１のレベルのメモリは第１の種類のメモリから構成
され、前記第２のレベルのメモリは第２の種類のメモリから構成され、該第２の
種類のメモリは、該第１の種類のメモリの性能特性と実質的に異なる性能特性を
有する、請求項１に記載のパケットバッファリングシステム。
【請求項１７】第１のネットワークの帯域幅を有するネットワークに接続
するための、通信デバイス中の階層状のパケットバッファリングシステムであっ
て、該ネットワークを介して該通信デバイスからデータパケットを受信することが
可能な第１のパケットバッファであって、該第１のパケットバッファは、複数の
キューを含み、第１のパケットバッファ帯域幅および第１のパケットバッファ深
さを有する、第１のパケットバッファと、該第１のパケットバッファと通信する複数の第２のパケットバッファであって
、該複数の第２のパケットバッファはそれぞれ、該第１のパケットバッファの該
複数のキューのうち少なくとも１つと関連付けられ、該第１のパケットバッファ
の該複数のキューのうち少なくとも１つからパケットを受信し、該複数の第２の
パケットバッファはそれぞれ、第２のパケットバッファ帯域幅および第２のパケ
ットバッファ深さを有する、複数の第２のパケットバッファと、を含み、（ｉ）該第２のパケットバッファ深さの合計は、該第１のパケットバッファ深
さを越え、（ｉｉ）該第２のパケットバッファ帯域幅の合計は、該第１のパケットバッフ
ァ帯域幅以上であり、（ｉｉｉ）該第１のパケットバッファ帯域幅は、該第１のネットワークの帯域
幅以上である、システム。
【請求項１８】前記通信デバイスは、複数の通信デバイスの１つであり、
該複数の通信デバイスは、該複数の通信デバイスの各々の間に直接接続を提供す
るように相互接続され、該複数の通信デバイスの各々に含まれる前記階層状のパ
ケットバッファリングシステムは、該複数の通信デバイスによって共有されない
、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項１９】前記第１のパケットバッファは、ＡＳＩＣに埋め込まれた
パケットバッファを含む、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファリング
システム。
【請求項２０】前記複数の第２のパケットバッファはそれぞれ、電界構成
可能なメモリ素子を含む、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファリング
システム。
【請求項２１】前記複数の第２のパケットバッファのうち少なくとも１つ
と通信する複数の第３のパケットバッファをさらに含み、該複数の第３のパケッ
トバッファはそれぞれ、該複数の第２のパケットバッファのうち少なくとも１つ
からの前記複数のキューのうち少なくとも１つと関連付けられ、該複数の第２の
パケットバッファのうち少なくとも１つからの該複数のキューのうち少なくとも
１つからパケットを受信し、該複数の第３のパケットバッファはそれぞれ、第３
のパケットバッファ帯域幅および第３のパケットバッファ深さを有し、該第２の
パケットバッファのうち少なくとも１つの該複数のキューのうち少なくとも１つ
と関連付けられる該第３のパケットバッファ帯域幅の合計は、該第２のパケット
バッファのうち少なくとも１つの帯域幅以上であり、該第２のパケットバッファ
のうち少なくとも１つの該複数のキューのうち少なくとも１つと関連付けられる
該第３のパケットバッファ深さの合計は、該第２のパケットバッファのうち少な
くとも１つの該第２のパケットバッファ深さを越える、請求項１７に記載の階層
状のパケットバッファリングシステム。
【請求項２２】前記第１のパケットバッファは第１の種類のメモリから構
成され、前記第２のパケットバッファは第２の種類のメモリから構成され、該第
２の種類のメモリは、該第１の種類のメモリの性能特性と実質的に同様の性能特
性を有する、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項２３】前記第１のパケットバッファは第１の種類のメモリから構
成され、前記第２のパケットバッファは第２の種類のメモリから構成され、該第
２の種類のメモリは、該第１の種類のメモリの性能特性と実質的に異なる性能特
性を有する、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項２４】前記第１のパケットバッファおよび前記第２のパケットバ
ッファは、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する完全に接続された
メッシュアーキテクチャとして実行され、入力ポートはそれぞれ、出力ポートの
うち対応するものに連続的に接続される、請求項１７に記載の階層状のパケット
バッファリングシステム。
【請求項２５】前記第１のパケットバッファおよび前記第２のパケットバ
ッファは、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する部分的に接続され
たメッシュアーキテクチャとして実行され、該入力ポートのうち少なくとも１つ
は、該出力ポートのうち少なくとも１つに切り替え可能に接続される、請求項１
７に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項２６】前記第１のパケットバッファによって受信されたデータパ
ケットは、該データパケットと関連付けられたプライオリティレベルを有し、前
記複数の第２のパケットバッファはそれぞれ、プライオリティレベルが割り当て
られ、該パケットに一致するプライオリティレベルを有するパケットを受信する
、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項２７】前記複数の第２のパケットバッファと通信するスケジュー
ラであって、該スケジューラは、第１のプライオリティレベルを有する該複数の
第２のパケットバッファの１つから第２のプライオリティレベルを有する該複数
の第２のパケットバッファの別のパケットバッファに帯域幅を提供し、該第１の
プライオリティレベルは、該第２のプライオリティレベルより高い、スケジュー
ラをさらに含む、請求項２６に記載の階層状のパケットバッファリングシステム
。
【請求項２８】前記複数の第２のパケットバッファと通信するスケジュー
ラであって、該スケジューラは、第１のプライオリティレベルを有する該複数の
第２のパケットバッファの１つから第２のプライオリティレベルを有する該複数
の第２のパケットバッファの別のパケットバッファに帯域幅を提供し、該第１の
プライオリティレベルは、該第２のプライオリティレベルより低い、スケジュー
ラをさらに含む、請求項２６に記載の階層状のパケットバッファリングシステム
。
【請求項２９】前記複数の第２のパケットバッファと通信するスケジュー
ラであって、該スケジューラは、該複数の第２のパケットバッファによって受信
されたパケットの独立的なスケジューリングを純粋なプライオリティに基づいて
行うスケジューラをさらに含む、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファ
リングシステム。
【請求項３０】前記複数の第２のパケットバッファと通信するスケジュー
ラであって、該スケジューラは、該複数の第２のパケットバッファによって受信
されたパケットの独立的なスケジューリングを、重み付きフェアキューイング技
術を用いて行うスケジューラをさらに含む、請求項１７に記載の階層状のパケッ
トバッファリングシステム。
【請求項３１】前記複数の第２のパケットバッファと通信するスケジュー
ラであって、該スケジューラは、該複数の第２のパケットバッファによって受信
されたパケットの独立的なスケジューリングを、ランダム初期検出技術を用いて
行うスケジューラをさらに含む、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファ
リングシステム。
【請求項３２】前記複数の第２のパケットバッファと通信するスケジュー
ラであって、該スケジューラは、該複数の第２のパケットバッファによって受信
されたパケットの独立的なスケジューリングを、重み付きランダム初期検出技術
を用いて行うスケジューラをさらに含む、請求項１７に記載の階層状のパケット
バッファリングシステム。
【請求項３３】前記複数の第２のパケットバッファと通信するスケジュー
ラであって、該スケジューラは、該複数の第２のパケットバッファによって受信
されたパケットの独立的なスケジューリングを、帯域幅提供技術を用いて行うス
ケジューラをさらに含む、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファリング
システム。
【請求項３４】前記複数の第２のパケットバッファと通信するスケジュー
ラであって、該スケジューラは、該複数の第２のパケットバッファによって受信
されたパケットの独立的なスケジューリングを、純粋なプライオリティ、重み付
きフェアキューイング、ランダム初期検出、重み付きランダム初期検出、および
帯域幅提供から選択される技術の組み合わせを用いて行うスケジューラをさらに
含む、請求項１７に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項３５】一連の入力ポートから一連の出力ポートにパケットを転送
するための階層状のパケットバッファリングシステムであって、少なくともいく
つかの該入力ポートは、出力ポートのうち対応するものに連続的に接続され、第１のパケットバッファであって、該第１のパケットバッファは、第１の一連
のキューに組織化され、複数のプライオリティキューセットを含み、各第１の一
連のプライオリティキューセットは、複数の該第１の一連のキューを含み、該出
力ポートの１つと関連付けられ、該第１の一連のキューはそれぞれ、第１の一連
のキューの大きさを有する、第１のパケットバッファと、該第１のパケットバッファからパケットを受信する第２のパケットバッファで
あって、該第２のパケットバッファは、第２の一連のキューに組織化され、複数
のプライオリティキューセットを含み、各第２の一連のプライオリティキューセ
ットは、複数の該第２の一連のキューを含み、該出力ポートの１つと関連付けら
れ、該第２の一連のキューはそれぞれ、第１の一連のキューのうち対応するもの
の該大きさより大きな第２の一連のキューの大きさを有する、第２のパケットバ
ッファと、複数の逆キューイングシステムであって、該逆キューイングシステムはそれぞ
れ、該第２の一連のキューの１つが割り当てられ、該出力ポートの１つにおける
出力に対して該第２の一連のキューに格納されるパケットをスケジューリングす
る、複数の逆キューイングシステムと、転送エンジンであって、該入力ポートにおいて受信する該パケットの各々を検
査し、該第１の一連のキューのうち選択されたものに該パケットの各々を転送す
ることを可能にする、転送エンジンと、を含み、パケットは、該入力ポートに到達し、ネットワーク速度の総計で該第１の一連
のキューに転送され、該第２の一連のキューによって受信されるパケットは、該
ネットワーク速度の総計より遅い速度で転送される、階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項３６】前記第１の一連のキューはそれぞれ、第１のバッファ帯域
幅を有し、前記第２の一連のキューはそれぞれ、第２のバッファ帯域幅を有し、
該第２のバッファ帯域幅の合計は、該第１のバッファ帯域幅の合計以上である、
請求項３５に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項３７】前記第１のバッファ帯域幅の合計は、前記入力ポートに接
続される通信ネットワークの帯域幅の総計以上である、請求項３６に記載の階層
状のパケットバッファリングシステム。
【請求項３８】前記第１のパケットバッファおよび前記第２のパケットバ
ッファは、完全に接続されたメッシュアーキテクチャとして実行される、請求項
３５に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項３９】前記第１のパケットバッファおよび前記第２のパケットバ
ッファは、部分的に接続されたメッシュアーキテクチャとして実行される、請求
項３５に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項４０】前記転送されたパケットはそれぞれ、該転送されたパケッ
トと関連付けられたプライオリティレベルを有し、該関連付けられたプライオリ
ティレベルは、前記複数の第１の一連のプライオリティキューセットのうち少な
くとも１つと、前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットのうち少な
くとも１つとに対応する、請求項３５に記載の階層状のパケットバッファリング
システム。
【請求項４１】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットと通
信するスケジューラであって、該スケジューラは、第１のプライオリティレベル
を有する該複数の第２の一連のプライオリティキューセットの１つから第２のプ
ライオリティレベルを有する該複数の第２の一連のプライオリティキューセット
の別のキューセットに帯域幅を提供し、該第１のプライオリティレベルは、該第
２のプライオリティレベルより高い、スケジューラをさらに含む、請求項４０に
記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項４２】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットと通
信するスケジューラであって、該スケジューラは、第１のプライオリティレベル
を有する該複数の第２の一連のプライオリティキューセットの１つから第２のプ
ライオリティレベルを有する該複数の第２の一連のプライオリティキューセット
の別のキューセットに帯域幅を提供し、該第１のプライオリティレベルは、該第
２のプライオリティレベルより低い、スケジューラをさらに含む、請求項４０に
記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項４３】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットと通
信するスケジューラであって、該スケジューラは、該複数の第２の一連のプライ
オリティキューセットによって受信されたパケットの独立的なスケジューリング
工程を純粋なプライオリティに基づいて行うスケジューラをさらに含む、請求項
３５に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項４４】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットと通
信するスケジューラであって、該スケジューラは、該複数の第２の一連のプライ
オリティキューセットによって受信されたパケットの独立的なスケジューリング
工程を、重み付きフェアキューイング技術を用いて行うスケジューラをさらに含
む、請求項３５に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項４５】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットと通
信するスケジューラであって、該スケジューラは、該複数の第２の一連のプライ
オリティキューセットによって受信されたパケットの独立的なスケジューリング
工程をランダム初期検出技術を用いて行うスケジューラをさらに含む、請求項３
５に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項４６】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットと通
信するスケジューラであって、該スケジューラは、該複数の第２の一連のプライ
オリティキューセットによって受信されたパケットの独立的なスケジューリング
工程を、重み付きランダム初期検出技術を用いて行うスケジューラをさらに含む
、請求項３５に記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項４７】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットと通
信するスケジューラであって、該スケジューラは、該複数の第２の一連のプライ
オリティキューセットによって受信されたパケットの独立的なスケジューリング
工程を、帯域幅提供技術を用いて行うスケジューラをさらに含む、請求項３５に
記載の階層状のパケットバッファリングシステム。
【請求項４８】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットと通
信するスケジューラであって、該スケジューラは、該複数の第２の一連のプライ
オリティキューセットによって受信されたパケットの独立的なスケジューリング
工程を、純粋なプライオリティ、重み付きフェアキューイング、ランダム初期検
出、重み付きランダム初期検出、および帯域幅提供から選択される技術の組み合
わせを用いて行うスケジューラをさらに含む、請求項３５に記載の階層状のパケ
ットバッファリングシステム。
【請求項４９】通信デバイス内のパケットをバッファリングする方法であ
って、該通信デバイスの入力ポートにおいて該パケットを受信する工程と、第１のレベルのキューを提供する工程であって、該第１のレベルのキューは、
該入力ポートと関連付けられ、第１のバッファ深さを有し、該入力ポートから該
パケットを受信する、工程と、該通信デバイスの出力ポートを該受信されたパケットの宛先として選択する工
程と、第２のレベルのキューを提供する工程であって、該第２のレベルのキューは、
該選択された出力ポートと関連付けられ、該第１のレベルのキューに対応し、該
第１のレベルのキューの該第１のバッファ深さを越える第２のバッファ深さを有
する、工程と、該第１のレベルのキューから第２のレベルのキューのうち対応するものに該受
信されたパケットを転送する工程と、該第２のレベルのキュー内の該転送されたパケットを該選択された出力ポート
に送信する工程と、を含む、方法。
【請求項５０】前記受信されたパケットと関連付けられるプライオリティ
レベルを決定する工程と、前記第２のレベルのキューのうち少なくとも１つに該プライオリティレベルを
割り当てる工程と、前記第１のレベルのキューから該プライオリティレベルが割り当てられた該第
２のレベルのキューのうち少なくとも１つに該受信されたパケットを転送する工
程と、をさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】第１のプライオリティレベルを有する前記第２のレベルの
キューの１つから第２のプライオリティレベルを有する該第２のレベルのキュー
の別のキューに帯域幅を提供する工程をさらに含み、該第１のプライオリティレ
ベルは、該第２のプライオリティレベルより高い、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】第１のプライオリティレベルを有する前記第２のレベルの
キューの１つから第２のプライオリティレベルを有する該第２のレベルのキュー
の別のキューに帯域幅を提供する工程をさらに含み、該第１のプライオリティレ
ベルは、該第２のプライオリティレベルより低い、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】前記第２のレベルのキューによって受信されたパケットの
独立的なスケジューリングを純粋なプライオリティに基づいて行う工程をさらに
含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５４】前記第２のレベルのキューによって受信されたパケットの
独立的なスケジューリングを、重み付きフェアキューイング技術を用いて行う工
程をさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５５】前記第２のレベルのキューによって受信されたパケットの
独立的なスケジューリングを、ランダム初期検出技術を用いて行う工程をさらに
含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５６】前記第２のレベルのキューによって受信されたパケットの
独立的なスケジューリングを、重み付きランダム初期検出技術を用いて行う工程
をさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５７】前記第２のレベルのキューによって受信されたパケットの
独立的なスケジューリングを、帯域幅提供技術を用いて行う工程をさらに含む、
請求項４９に記載の方法。
【請求項５８】前記第２のレベルのキューによって受信されたパケットの
独立的なスケジューリングを、純粋なプライオリティ、重み付きフェアキューイ
ング、ランダム初期検出、重み付きランダム初期検出、および帯域幅提供から選
択される技術の組み合わせを用いて行う工程をさらに含む、請求項４９に記載の
方法。
【請求項５９】ｉ）前記第１のレベルキューを提供する工程は、前記通信
デバイスのネットワーク速度の総計で前記パケットを受信する工程をさらに含み
、ｉｉ）前記転送工程は、該ネットワーク速度の総計より遅い速度で、前記第２
のレベルのキュー内の前記転送されたパケットをバッファリングする工程を含む
、請求項４９に記載の方法。
【請求項６０】前記受信されたパケットは、該受信されたパケットと関連
付けられた転送属性を有し、実質的に同様の転送属性を有する該受信されたパケットを総計してキューフロ
ーを形成する工程と、該キューフローを前記第１のレベルのキューへとルーティングする工程と、をさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項６１】前記入力ポートを前記選択された出力ポートに連続的に接
続する工程をさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項６２】前記入力ポートを前記選択された出力ポートに切り替え可
能に接続する工程をさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項６３】第１の性能特性セットを有する第１のメモリ素子を提供す
る工程と、該第１のメモリ素子内に前記第１のレベルのキューを形成する工程と、第２の性能特性セットを有する第２のメモリ素子を提供する工程であって、該
第２の性能特性セットは該第１の性能特性セットと実質的に同様である、工程と
、該第２のメモリ素子内に前記第２のレベルのキューを形成する工程と、をさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項６４】第１の性能特性セットを有する第１のメモリ素子を提供す
る工程と、該第１のメモリ素子内に前記第１のレベルのキューを形成する工程と、第２の性能特性セットを有する第２のメモリ素子を提供する工程であって、該
第２の性能特性セットは該第１の性能特性セットと異なる、工程と、該第２のメモリ素子内に前記第２のレベルのキューを形成する工程と、をさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項６５】第１のネットワークの帯域幅を有するネットワークに接続
するために、通信デバイスのパケットバッファリングシステムにおいてデータを
バッファリングする方法であって、該ネットワークを介して該通信デバイスからデータパケットを受信することが
可能な第１のパケットバッファを提供する工程であって、該第１のパケットバッ
ファは、複数のキューを含み、第１のパケットバッファ帯域幅および第１のパケ
ットバッファ深さを有する、工程と、該第１のパケットバッファと通信する複数の第２のパケットバッファを提供す
る工程であって、該第２のパケットバッファはそれぞれ、該第１のパケットバッ
ファの該複数のキューのうち少なくとも１つと関連付けられ、該第１のパケット
バッファの該複数のキューのうち少なくとも１つからパケットを受信し、該第２
のパケットバッファはそれぞれ、第２のパケットバッファ帯域幅および第２のパ
ケットバッファ深さを有し、ｉ）該第２のパケットバッファ深さの合計は、該第１のパケットバッファ深
さを越え、ｉｉ）該第２のパケットバッファ帯域幅の合計は、該第１のパケットバッフ
ァ帯域幅以上であり、ｉｉｉ）該第１のパケットバッファ帯域幅は、該第１のネットワークの帯域
幅以上である、工程と、該第１のパケットバッファの該複数のキューのうち少なくとも１つにおける該
データパケットを受信する工程であって、該データパケットは、該通信デバイス
の入力ポートから受信される、工程と、該第１のパケットバッファのキューから該第２のパケットバッファのキューの
うち対応するものへとパケットをルーティングする工程であって、該キューのう
ち対応するものは、該通信デバイスの出力ポートに該ルーティングされたパケッ
トを転送する、工程と、を含む、方法。
【請求項６６】前記入力ポートから受信された前記データパケットと関連
付けられるプライオリティレベルを決定する工程と、前記第２のパケットバッファのうち少なくとも１つに該プライオリティレベル
を割り当てる工程と、前記第１のレベルのキューから該プライオリティレベルが割り当てられた該第
２のパケットバッファのうち少なくとも１つへと該受信されたパケットをルーテ
ィングする工程と、をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】第１のプライオリティレベルを有する前記第２のパケット
バッファの１つから第２のプライオリティレベルを有する前記第２のレベルのキ
ューの別のキューに帯域幅を提供する工程をさらに含み、該第１のプライオリテ
ィレベルは、該第２のプライオリティレベルより高い、請求項６５に記載の方法
。
【請求項６８】第１のプライオリティレベルを有する前記第２のパケット
バッファの１つから第２のプライオリティレベルを有する該第２のパケットバッ
ファの別のパケットバッファに帯域幅を提供する工程をさらに含み、該第１のプ
ライオリティレベルは、該第２のプライオリティレベルより低い、請求項６５に
記載の方法。
【請求項６９】前記第２のパケットバッファによって受信されたパケット
の独立的なスケジューリングを純粋なプライオリティに基づいて行う工程をさら
に含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項７０】前記第２のパケットバッファによって受信されたパケット
の独立的なスケジューリングを、重み付きフェアキューイング技術を用いて行う
工程をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項７１】前記第２のパケットバッファによって受信されたパケット
の独立的なスケジューリングを、ランダム初期検出技術を用いて行う工程をさら
に含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項７２】前記第２のパケットバッファによって受信されたパケット
の独立的なスケジューリングを、重み付きランダム初期検出技術を用いて行う工
程をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項７３】前記第２のパケットバッファによって受信されたパケット
の独立的なスケジューリングを、帯域幅提供技術を用いて行う工程をさらに含む
、請求項６５に記載の方法。
【請求項７４】前記第２のパケットバッファによって受信されたパケット
の独立的なスケジューリングを、純粋なプライオリティ、重み付きフェアキュー
イング、ランダム初期検出、重み付きランダム初期検出、および帯域幅提供から
選択される技術の組み合わせを用いて行う工程をさらに含む、請求項６５に記載
の方法。
【請求項７５】前記通信デバイスのネットワーク速度の総計で、前記第１
のパケットバッファのキューによって、前記データパケットを受信する工程と、該ネットワーク速度の総計より遅い速度で、前記第２のパケットバッファによ
って、該第１のパケットバッファから受信された該パケットをバッファリングす
る工程と、をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項７６】前記入力ポートにおいて受信されたパケットと関連付けら
れる実質的に同様の転送属性によって、該入力ポートにおいて受信された該パケ
ットを総計する工程であって、該総計されたパケットは、キューフローを形成す
る、工程と、前記第１のパケットバッファの前記複数のキューへと該キューフローをルーテ
ィングする工程と、をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項７７】前記入力ポートを前記出力ポートに連続的に接続する工程
をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項７８】前記入力ポートを前記出力ポートに切り替え可能に接続す
る工程をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項７９】第１の性能特性セットを有する第１のメモリ素子を提供す
る工程と、該第１のメモリ素子内に前記第１のパケットバッファを形成する工程と、第２の性能特性セットを有する第２のメモリ素子を提供する工程であって、該
第２の性能特性セットは、該第１の性能特性セットと実質的に同様である、工程
と、該第２のメモリ素子内に前記第２のパケットバッファを形成する工程と、をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項８０】第１の性能特性セットを有する第１のメモリ素子を提供す
る工程と、該第１のメモリ素子内に前記第１のパケットバッファを形成する工程と、第２の性能特性セットを有する第２のメモリ素子を提供する工程であって、該
第２の性能特性セットは、該第１の性能特性セットと異なる、工程と、該第２のメモリ素子内に前記第２のパケットバッファを形成する工程と、をさらに含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項８１】ネットワークに接続された階層状のパケットバッファリン
グシステムにおけるキューをバッファリングする方法であって、該ネットワークを介してデータパケットを受信する工程であって、該データパ
ケットは、該データパケットと関連付けられる転送属性を有する、工程と、実質的に同様の転送属性を有するデータパケットを総計してキューフローを形
成する工程と、複数の第１のパケットバッファへと該キューフローのうち少なくとも１つをル
ーティングする工程であって、該複数の第１のパケットバッファはそれぞれ、第
１のパケットバッファ帯域幅および第１のパケットバッファ深さを有する、工程
と、該複数の第１のパケットバッファのうち少なくとも１つから該キューフローの
うち少なくとも１つと関連付けられる複数の第２のパケットバッファへと該キュ
ーフローの少なくとも１つのサブセットをルーティングする工程であって、該複
数の第２のパケットバッファはそれぞれ、第２のパケットバッファ帯域幅および
第２のパケットバッファ深さを有し、該キューフローのうち少なくとも１つと関
連付けられる該第１のパケットバッファ帯域幅の合計は、該関連付けられた第２
のパケットバッファ帯域幅の対応する合計以下である、工程と、を含む、方法。
【請求項８２】一連の入力ポートから一連の出力ポートにパケットを転送
する方法であって、該入力ポートはそれぞれ、該出力ポートの全てに連続的に接
続され、第１の一連のキューに組織化される第１のパケットバッファを提供する工程で
あって、該第１の一連のキューは、複数のプライオリティキューセットを含み、
第１の一連のプライオリティキューセットはそれぞれ、複数の該第１の一連のキ
ューを含み、該出力ポートの１つおよびプライオリティレベルと関連付けられ、
該第１の一連のキューはそれぞれ、第１の一連のキューの大きさを有する、工程
と、第２の一連のキューに組織化される第２のパケットバッファを提供する工程で
あって、該第２の一連のキューは、複数のプライオリティキューセットを含み、
第２の一連のプライオリティキューセットはそれぞれ、複数の該第２の一連のキ
ューを含み、該出力ポートの１つおよびプライオリティレベルと関連付けられ、
該第２の一連のキューはそれぞれ、該第１の一連のキューのうち対応するものの
大きさよりも大きな第２の一連のキューの大きさを有する、工程とネットワーク速度の総計で、該入力ポートにおいてパケットを受信する工程で
あって、該受信されたパケットは、該受信されたパケットと関連付けられる転送
属性を有する、工程と、該ネットワーク速度の総計で、該受信されたパケットの各々を検査し、該受信
されたパケットの各々にプライオリティおよび出力ポートを割り当てる工程と、該ネットワーク速度の総計で、該割り当てられたプライオリティレベルによっ
て、該入力ポートの各々から該割り当てられた出力ポートと関連付けられる該第
１の一連のキューセットの該第１の一連のプライオリティキューの１つにパケッ
トを転送する工程と、該ネットワーク速度の総計より遅い速度で、該第１の一連のキューから該第２
の一連のキューのうち対応するものにパケットを転送する工程であって、該パケ
ットは、該パケットのプライオリティレベルによる順番によって、該第１の一連
のキューから該第２の一連のキューに転送される、工程と、該割り当てられた出力ポートにおける転送のために該第２の一連のキュー内に
格納されるパケットをスケジューリングする工程と、を含む、方法。
【請求項８３】前記入力ポートにおいて受信された前記パケットと関連付
けられるプライオリティレベルを決定する工程と、前記第２の一連のキューセットの少なくとも１つに該プライオリティレベルを
割り当てる工程と、をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】第１のプライオリティレベルを有する前記複数の第２の一
連のプライオリティキューセットの１つから第２のプライオリティレベルを有す
る該複数の第２の一連のプライオリティキューセットの別のキューセットに帯域
幅を提供する工程をさらに含み、該第１のプライオリティレベルは、該第２のプ
ライオリティレベルより高い、請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】第１のプライオリティレベルを有する前記複数の第２の一
連のプライオリティキューセットの１つから第２のプライオリティレベルを有す
る該複数の第２の一連のプライオリティキューセットの別のキューセットに帯域
幅を提供する工程をさらに含み、該第１のプライオリティレベルは、該第２のプ
ライオリティレベルより低い、請求項８３に記載の方法。
【請求項８６】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットによ
って受信されたパケットの独立的なスケジューリングを純粋なプライオリティに
基づいて行う工程をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項８７】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットによ
って受信されたパケットの独立的なスケジューリングを、重み付きフェアキュー
イング技術を用いて行う工程をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項８８】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットによ
って受信されたパケットの独立的なスケジューリングを、ランダム初期検出技術
を用いて行う工程をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項８９】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットによ
って受信されたパケットの独立的なスケジューリングを、重み付きランダム初期
検出技術を用いて行う工程をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項９０】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットによ
って受信されたパケットの独立的なスケジューリングを、帯域幅提供技術を用い
て行う工程をさらに含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項９１】前記複数の第２の一連のプライオリティキューセットによ
って受信されたパケットの独立的なスケジューリングを、純粋なプライオリティ
、重み付きフェアキューイング、ランダム初期検出、重み付きランダム初期検出
、および帯域幅提供から選択される技術の組み合わせを用いて行う工程をさらに
含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項９２】実質的に同様の転送属性を有する前記受信されたパケット
を総計してキューフローを形成する工程と、前記第１の一連のプライオリティキューへと該キューフローをルーティングす
る工程と、をさらに含む、請求項８２に記載の方法。