JP2642062B2 - パケット交換網および方法 - Google Patents
パケット交換網および方法Info
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- JP2642062B2 JP2642062B2 JP6106323A JP10632394A JP2642062B2 JP 2642062 B2 JP2642062 B2 JP 2642062B2 JP 6106323 A JP6106323 A JP 6106323A JP 10632394 A JP10632394 A JP 10632394A JP 2642062 B2 JP2642062 B2 JP 2642062B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/40—Network security protocols
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気通信ネットワーク、
特に高速パケット交換網のための改良ネットワーク層パ
ケット構造に関連する。
特に高速パケット交換網のための改良ネットワーク層パ
ケット構造に関連する。
【０００２】
【従来の技術】デジタル伝送ネットワークにおいて、多
数のユーザからのデータは、それぞれの最終宛先まで１
つのネットワーク・ノードから他のネットワーク・ノー
ドに連続的に送られる。ネットワークが異なった構造を
持つサブネットワークをより複雑に混用するようになっ
てきているので、LAN通信、声、ビデオおよび、チャネ
ル付随型ホストとワークステーション間の通信を持つ高
速度バックボーンを横切る分散型コンピュータ・アプリ
ケーションを支持することが、将来明らかに必要となる
であろう。多分、高速度ネットワーク化に対する基本的
な要求は、ネットワークの各ノード内の処理時間を最小
にすることである。
数のユーザからのデータは、それぞれの最終宛先まで１
つのネットワーク・ノードから他のネットワーク・ノー
ドに連続的に送られる。ネットワークが異なった構造を
持つサブネットワークをより複雑に混用するようになっ
てきているので、LAN通信、声、ビデオおよび、チャネ
ル付随型ホストとワークステーション間の通信を持つ高
速度バックボーンを横切る分散型コンピュータ・アプリ
ケーションを支持することが、将来明らかに必要となる
であろう。多分、高速度ネットワーク化に対する基本的
な要求は、ネットワークの各ノード内の処理時間を最小
にすることである。
【０００３】パケット交換は今日、バースティ（burst
y）、つまり分散コンピュータ環境にある複数プロセス
通信、を適応させるために一般に使用されている。パケ
ットは、元となるユーザにより生成されたデータであ
り、元であり宛先となるユーザを識別する経路指定情報
を含むヘッダを先頭に持つ。パケット交換またはノード
と呼ばれる小さいコンピュータが、ネットワークを形成
するためにリンクされる。これらのノードのいくつかは
エンド・ノードと呼ばれ、ネットワークへのユーザ・ア
クセスを提供する。各交換ノードにおけるアダプタ回路
は、伝送リンクおよびユーザ・アプリケーションに転送
するために、パケット信号を適応させる。各ノードは各
ヘッダを調べ、最終的な宛先により近くなるようにする
にはパケットをどこに送ればよいかを決定する。
y）、つまり分散コンピュータ環境にある複数プロセス
通信、を適応させるために一般に使用されている。パケ
ットは、元となるユーザにより生成されたデータであ
り、元であり宛先となるユーザを識別する経路指定情報
を含むヘッダを先頭に持つ。パケット交換またはノード
と呼ばれる小さいコンピュータが、ネットワークを形成
するためにリンクされる。これらのノードのいくつかは
エンド・ノードと呼ばれ、ネットワークへのユーザ・ア
クセスを提供する。各交換ノードにおけるアダプタ回路
は、伝送リンクおよびユーザ・アプリケーションに転送
するために、パケット信号を適応させる。各ノードは各
ヘッダを調べ、最終的な宛先により近くなるようにする
にはパケットをどこに送ればよいかを決定する。
【０００４】経路指定プロトコルまたは方法は、伝送シ
ステムにわたるノードからノードへのパケットの経路指
定を制御するために使用される。自動ネットワーク経路
指定（ANR Automatic Network Routing）は、パケット
交換経路の連続した足として、リンクされたラベルまた
は識別子を連結させて使用する。ラベルはパケットがネ
ットワークを横切るにつれ置き換えられ、経路指定フィ
ールドの先頭には常に次に必要なラベルが残る。ツリー
経路指定は、ネットワーク・ノードとリンクが結合した
１つのセットとして定義される。このようなツリーで
は、一意的なツリー・アドレスがパケット・ヘッダの経
路指定フィールドの中で使用され、１つのツリー・アド
レスがツリーを形成しているあらゆるリンクと関連す
る。マルチキャスト・パケットがパケット交換ノードに
達する時、パケットのツリー・アドレスは、ノードから
出るすべてのリンクと関連するツリー・アドレスと比較
される。パケットはノードから、アドレスが一致する１
つまたは複数のリンクに転送される。ラベル・スワッピ
ングは、各中間ノードが維持する接続テーブルに参照さ
れるラベルを含む経路指定フィールドを使用する。接続
テーブルは適当な発信リンク数を与え、また、経路の次
のノードに使用される新しいラベルを与える。新しいラ
ベルは古いラベルと交換され、パケットは適当な発信リ
ンク上に進められる。
ステムにわたるノードからノードへのパケットの経路指
定を制御するために使用される。自動ネットワーク経路
指定（ANR Automatic Network Routing）は、パケット
交換経路の連続した足として、リンクされたラベルまた
は識別子を連結させて使用する。ラベルはパケットがネ
ットワークを横切るにつれ置き換えられ、経路指定フィ
ールドの先頭には常に次に必要なラベルが残る。ツリー
経路指定は、ネットワーク・ノードとリンクが結合した
１つのセットとして定義される。このようなツリーで
は、一意的なツリー・アドレスがパケット・ヘッダの経
路指定フィールドの中で使用され、１つのツリー・アド
レスがツリーを形成しているあらゆるリンクと関連す
る。マルチキャスト・パケットがパケット交換ノードに
達する時、パケットのツリー・アドレスは、ノードから
出るすべてのリンクと関連するツリー・アドレスと比較
される。パケットはノードから、アドレスが一致する１
つまたは複数のリンクに転送される。ラベル・スワッピ
ングは、各中間ノードが維持する接続テーブルに参照さ
れるラベルを含む経路指定フィールドを使用する。接続
テーブルは適当な発信リンク数を与え、また、経路の次
のノードに使用される新しいラベルを与える。新しいラ
ベルは古いラベルと交換され、パケットは適当な発信リ
ンク上に進められる。
【０００５】伝統的なパケット交換網（X25）の利点の
１つは、それらが新しい転送を受信することができない
時、パケットを保持したり転送したりして様々な遅延を
起こし、それにより転送が拒絶されずしばらく遅れるだ
けとなることである。パケット交換網の他の利点は、転
送の異なる速度を整合させ、それにより異なる型のコン
ピュータ・システムが通信することを可能にする能力で
ある。
１つは、それらが新しい転送を受信することができない
時、パケットを保持したり転送したりして様々な遅延を
起こし、それにより転送が拒絶されずしばらく遅れるだ
けとなることである。パケット交換網の他の利点は、転
送の異なる速度を整合させ、それにより異なる型のコン
ピュータ・システムが通信することを可能にする能力で
ある。
【０００６】一般的なパケット交換網は、固定形式を持
つ、つまり将来の機能のための予備のビット数が限られ
ているパケット・ヘッダを使用している。したがって、
アドレス拡張、新しい経路指定モード、帯域内特定プロ
トコル、のような新しい機能を提供しようとするなら
ば、唯一の解決方法は、予備ビットを取っておく、つま
りヘッダのすべての予備ビットを使用することである。
つ、つまり将来の機能のための予備のビット数が限られ
ているパケット・ヘッダを使用している。したがって、
アドレス拡張、新しい経路指定モード、帯域内特定プロ
トコル、のような新しい機能を提供しようとするなら
ば、唯一の解決方法は、予備ビットを取っておく、つま
りヘッダのすべての予備ビットを使用することである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的
は、固定形式を必要としないパケット・ヘッダ構造を提
供し、それにより将来の拡張を可能にすることである。
は、固定形式を必要としないパケット・ヘッダ構造を提
供し、それにより将来の拡張を可能にすることである。
【０００８】本発明の他の目的は、通常のヘッダ処理が
可能で特定のハードウェアに依存しない、将来の拡張が
可能な新しいパケット・ヘッダ構造を提供することであ
る。
可能で特定のハードウェアに依存しない、将来の拡張が
可能な新しいパケット・ヘッダ構造を提供することであ
る。
【０００９】本発明のさらなる目的は、ヘッダ、接続す
る交換ノードから複数のパケットを受信する手段を含む
複数の交換ノード、交換ノードを相互に接続させる複数
の伝送リンク、受信手段から伝送手段に選択的にパケッ
トを転送するための交換手段、を含み、ヘッダが一意的
な命令／データ・フィールドおよびチェック・フィール
ドを含むことを特徴とする、デジタル・データ・パケッ
トのためのパケット交換網を提供することである。
る交換ノードから複数のパケットを受信する手段を含む
複数の交換ノード、交換ノードを相互に接続させる複数
の伝送リンク、受信手段から伝送手段に選択的にパケッ
トを転送するための交換手段、を含み、ヘッダが一意的
な命令／データ・フィールドおよびチェック・フィール
ドを含むことを特徴とする、デジタル・データ・パケッ
トのためのパケット交換網を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来技
術のヘッダに汎用拡張ビットを取り入れ、アドレス拡
張、新しい経路指定モード、帯域内特定プロトコルのよ
うな拡張が可能な構造を提供することによって達成され
る。このビットは１にセットされている時、ヘッダが命
令フィールドおよびデータ・フィールドを含む整数個の
セグメントによって拡張されていることを示す。
術のヘッダに汎用拡張ビットを取り入れ、アドレス拡
張、新しい経路指定モード、帯域内特定プロトコルのよ
うな拡張が可能な構造を提供することによって達成され
る。このビットは１にセットされている時、ヘッダが命
令フィールドおよびデータ・フィールドを含む整数個の
セグメントによって拡張されていることを示す。
【００１１】さらに、従来技術のヘッダの制御バイトお
よびアドレス・フィールドは、同形式の命令／データ・
セグメントの連鎖を含むように変更される。
よびアドレス・フィールドは、同形式の命令／データ・
セグメントの連鎖を含むように変更される。
【００１２】
【実施例】どんな通信網においても、第１のエンド・ユ
ーザからのデータは、少なくとも、複数のネットワーク
・ノードおよびリンクを含むデータ経路に沿った第２の
エンド・ユーザに転送される。
ーザからのデータは、少なくとも、複数のネットワーク
・ノードおよびリンクを含むデータ経路に沿った第２の
エンド・ユーザに転送される。
【００１３】パケット交換網において、パケットは、発
信元ユーザおよび宛先ユーザを識別する経路指定情報を
含むヘッダを先頭に持つデータである。各ノードは各ヘ
ッダを調べ、宛先により近くなるようにするにはどこに
パケットを送ればよいかを決定する。伝統的なパケット
交換網（IP、OSI、X25）は、固定形式を持つパケット・
ヘッダを使用する。
信元ユーザおよび宛先ユーザを識別する経路指定情報を
含むヘッダを先頭に持つデータである。各ノードは各ヘ
ッダを調べ、宛先により近くなるようにするにはどこに
パケットを送ればよいかを決定する。伝統的なパケット
交換網（IP、OSI、X25）は、固定形式を持つパケット・
ヘッダを使用する。
【００１４】高速度パケット交換網は、異なる種類のデ
ータ（声、ビデオ、データ、トラヒック制御、等）のた
めの多様な経路指定を支持することによって、より効率
がよくなる。
ータ（声、ビデオ、データ、トラヒック制御、等）のた
めの多様な経路指定を支持することによって、より効率
がよくなる。
【００１５】高速度ネットワークの他の要求は、呼損率
および最大エンド・ツー・エンド遅延に関して一般に指
定される異なるサービス類（COS class of service）に
従って、選択的にデータを処理することである。このサ
ービス類は、ネットワーク・ヘッダのいくつかのビット
によって指定され、バッファリング方策を選択するため
に中間ノードで復号される。
および最大エンド・ツー・エンド遅延に関して一般に指
定される異なるサービス類（COS class of service）に
従って、選択的にデータを処理することである。このサ
ービス類は、ネットワーク・ヘッダのいくつかのビット
によって指定され、バッファリング方策を選択するため
に中間ノードで復号される。
【００１６】図１は、これらのノード間の交換ノードお
よび高速度伝送リンクからなるパケット交換網１０を表
わす。これらのノードの各々は、１つ以上の伝送リンク
を通して少なくとも１つの他のノードにリンクされる。
交換ノードには２つの型、ネットワーク・ノード１１
（NN1-NN8）および、エンド・ユーザ１５に接続を提供
するエンド・ノード１２（EN1-EN9）がある。交換ノー
ドは、伝送リンクに接続する伝送／受信アダプタを含む
データ処理システムである。ネットワーク・ノード１１
は、すべての接続するノード、ネットワーク・ノードお
よびエンド・ノードに対するデータ通信サービスを提供
する。各ノードにおいて、着信データ・パケットは、他
のノードで終了する１つ以上の送出通信リンクに選択的
に経路指定される。このような経路指定決定は、データ
・パケットのヘッダ中の情報に応答して行われ、このノ
ードまたは他のノードのための一定の制御機能を提供す
る。制御機能は特に、ノード間の通信経路の選択および
準備、ネットワーク・トポロジー・データベースのディ
レクトリ・サービスおよび維持を含む。これらの機能
は、あらゆる交換ノードと関連する制御点（CP Control
Point）において実行される。制御点は、パケットの最
適経路を計算するのに必要なプロセッサおよびデータベ
ースを含む。このようなネットワーク・トポロジー・デ
ータベースは、ノードおよび、経路指定のために使用さ
れるノードに接続する伝送リンクについてのすべての必
要な情報を含む。さらにトポロジー情報は、新しいリン
クが起動された時あるいは新しいノードがネットワーク
に加えられた時、更新される。このようなネットワーク
・トポロジー情報は、経路計算のために必要な最新情報
を提供するために、他のすべてのノード・トポロジー・
データベースと交換される。このようなデータベース更
新は、ネットワークのエンド・ユーザ間のデータ・パケ
ットに非常に似ているパケットで行われる。
よび高速度伝送リンクからなるパケット交換網１０を表
わす。これらのノードの各々は、１つ以上の伝送リンク
を通して少なくとも１つの他のノードにリンクされる。
交換ノードには２つの型、ネットワーク・ノード１１
（NN1-NN8）および、エンド・ユーザ１５に接続を提供
するエンド・ノード１２（EN1-EN9）がある。交換ノー
ドは、伝送リンクに接続する伝送／受信アダプタを含む
データ処理システムである。ネットワーク・ノード１１
は、すべての接続するノード、ネットワーク・ノードお
よびエンド・ノードに対するデータ通信サービスを提供
する。各ノードにおいて、着信データ・パケットは、他
のノードで終了する１つ以上の送出通信リンクに選択的
に経路指定される。このような経路指定決定は、データ
・パケットのヘッダ中の情報に応答して行われ、このノ
ードまたは他のノードのための一定の制御機能を提供す
る。制御機能は特に、ノード間の通信経路の選択および
準備、ネットワーク・トポロジー・データベースのディ
レクトリ・サービスおよび維持を含む。これらの機能
は、あらゆる交換ノードと関連する制御点（CP Control
Point）において実行される。制御点は、パケットの最
適経路を計算するのに必要なプロセッサおよびデータベ
ースを含む。このようなネットワーク・トポロジー・デ
ータベースは、ノードおよび、経路指定のために使用さ
れるノードに接続する伝送リンクについてのすべての必
要な情報を含む。さらにトポロジー情報は、新しいリン
クが起動された時あるいは新しいノードがネットワーク
に加えられた時、更新される。このようなネットワーク
・トポロジー情報は、経路計算のために必要な最新情報
を提供するために、他のすべてのノード・トポロジー・
データベースと交換される。このようなデータベース更
新は、ネットワークのエンド・ユーザ間のデータ・パケ
ットに非常に似ているパケットで行われる。
【００１７】図２は、図１の通信ネットワークの典型的
交換ノードのブロック図を表わす。交換ノードは、高速
度パケット切換え２０を含む。パケットは、伝送リンク
を通って来るか、図１のユーザ１５に対応するリンク
（トランク）アダプタまたは応用（ポート）アダプタ２
１〜２６を通って、エンド・ノードのユーザ・アプリケ
ーションから来る。制御情報は、制御点アダプタ２７を
通して制御点に送られる。アダプタ２１〜２７は、切換
え２０における切換えの前後のパケットの待ち行列を作
成するために、待ち行列回路を含む。
交換ノードのブロック図を表わす。交換ノードは、高速
度パケット切換え２０を含む。パケットは、伝送リンク
を通って来るか、図１のユーザ１５に対応するリンク
（トランク）アダプタまたは応用（ポート）アダプタ２
１〜２６を通って、エンド・ノードのユーザ・アプリケ
ーションから来る。制御情報は、制御点アダプタ２７を
通して制御点に送られる。アダプタ２１〜２７は、切換
え２０における切換えの前後のパケットの待ち行列を作
成するために、待ち行列回路を含む。
【００１８】図３は、I. シドンその他による、１９９
２年１１月１９日提出「パケット交換網における機能分
配」と題する、米国特許出願番号０７／９７８，６０９
に開示されている高速パケット交換網のネットワーク層
ヘッダを表わし、この開示は参照によってここに取り入
れられる。これは、複数の経路指定モードを支持するた
めに可変長であり、以下のフィールドを含む。
２年１１月１９日提出「パケット交換網における機能分
配」と題する、米国特許出願番号０７／９７８，６０９
に開示されている高速パケット交換網のネットワーク層
ヘッダを表わし、この開示は参照によってここに取り入
れられる。これは、複数の経路指定モードを支持するた
めに可変長であり、以下のフィールドを含む。
【００１９】パケット制御バイト。第１の制御バイトCB
1は、経路指定方式（r1-r3）、以下に説明される逆経路
累算オプション（rp）および、中間バッファリング方策
または類サービス（c1-c3）を定義する。第２の制御バ
イトCB2は、ネットワーク制御パケット（例えば、経路
準備、保守、ディレクトリ）を経路上の各交換ノードの
制御点にある様々な制御機能に渡すためのコピー識別番
号（cp1-cp4）および、データのペイロードを保護する
ための転送ヘッダおよびCRCの存在（el）を定義する。
1は、経路指定方式（r1-r3）、以下に説明される逆経路
累算オプション（rp）および、中間バッファリング方策
または類サービス（c1-c3）を定義する。第２の制御バ
イトCB2は、ネットワーク制御パケット（例えば、経路
準備、保守、ディレクトリ）を経路上の各交換ノードの
制御点にある様々な制御機能に渡すためのコピー識別番
号（cp1-cp4）および、データのペイロードを保護する
ための転送ヘッダおよびCRCの存在（el）を定義する。
【００２０】経路指定。経路指定フィールドの構造は、
CB1の中で定義された経路指定方式ビット（r1-r3）に依
存する。経路指定フィールドは、様々な長さの１つ以上
のサブフィールド、例えばソース経路指定（Ref）、ラ
ベル・スワッピング、からなる。経路指定フィールドの
終わりは、１バイトの区切り記号で示される。パケット
はネットワークを通して経路付けされるので、これらの
サブ・フィールドは、変更されたり修正されたり（バイ
トを加えたり除いたり変更したり）、あるいは完全に移
されたりせず残る。
CB1の中で定義された経路指定方式ビット（r1-r3）に依
存する。経路指定フィールドは、様々な長さの１つ以上
のサブフィールド、例えばソース経路指定（Ref）、ラ
ベル・スワッピング、からなる。経路指定フィールドの
終わりは、１バイトの区切り記号で示される。パケット
はネットワークを通して経路付けされるので、これらの
サブ・フィールドは、変更されたり修正されたり（バイ
トを加えたり除いたり変更したり）、あるいは完全に移
されたりせず残る。
【００２１】チェックサム。チェックサム・バイトLRC
は、ヘッダ内容をチェックするために使用される。
は、ヘッダ内容をチェックするために使用される。
【００２２】以下の２つの点が考察される。
【００２３】いくつかのビット（res）が予備としてあ
るけれども、この構造の拡張は限られている。
るけれども、この構造の拡張は限られている。
【００２４】従来、高速で能率的にストリッピング／挿
入操作を実行するためには、ヘッダ処理は特定のハード
ウェアに依存している。この処理を他のハードウェア上
で実行しなければならないとき、このことは制約とな
る。
入操作を実行するためには、ヘッダ処理は特定のハード
ウェアに依存している。この処理を他のハードウェア上
で実行しなければならないとき、このことは制約とな
る。
【００２５】上記のように、制御バイトの構造により可
能な拡張が制限されている。例えば、新しい経路指定モ
ードを起動するだけでラベル・スワッピング・モードを
支持することが望ましいが、このモードには、フレーム
・リレー、非同期転送モード（ATM）および、１６、２
０あるいは２４ビット・ラベルのような、多くの型があ
る。
能な拡張が制限されている。例えば、新しい経路指定モ
ードを起動するだけでラベル・スワッピング・モードを
支持することが望ましいが、このモードには、フレーム
・リレー、非同期転送モード（ATM）および、１６、２
０あるいは２４ビット・ラベルのような、多くの型があ
る。
【００２６】本発明によるとこの問題は、ラベルのため
の固定サイズのアドレス（１６ビット）と、将来の拡張
のためのヘッダの汎用拡張（gx）を使用することによっ
て、解決される。このビットは１にセットされている
時、ヘッダが整数個の命令／データ・セグメントで拡張
されていることを示す。各CDSは、ハーフワード（２バ
イト）で定義され、命令フィールド（４ビット）および
データ・フィールド（１２ビット）を含む。
の固定サイズのアドレス（１６ビット）と、将来の拡張
のためのヘッダの汎用拡張（gx）を使用することによっ
て、解決される。このビットは１にセットされている
時、ヘッダが整数個の命令／データ・セグメントで拡張
されていることを示す。各CDSは、ハーフワード（２バ
イト）で定義され、命令フィールド（４ビット）および
データ・フィールド（１２ビット）を含む。
【００２７】図４は、汎用拡張ビットおよび１つのCDS
をもつヘッダを表わす。CDSの形式は、以下の通りであ
る。
をもつヘッダを表わす。CDSの形式は、以下の通りであ
る。
【００２８】 ビット０（gx1）:汎用拡張ビット １にセットされている場合、第２のCDSが続くことを示
す。 ビット１（c/d）:命令／データビット ０：データ データ・フィールドの１２ビットが、直
前のCDSによって使用されるデータであることを示す。
例えば、１２ビット・アドレス拡張でもよい。 １：命令 データ・フィールドの１２ビットがトラン
ク・アダプタによって実行される命令であることを示
す。例えば、送出しパケットあるいは、アダプタ状態上
の送出し情報である。この場合、このCDSの後にデータ
を含む１つ以上のCDSが続く。 ビット２（res）：予備 ビット３（res）：予備 ビット４ー１５：１２ビット・データ・フィールド CDSの概念は、通常のヘッダ処理を使用することができ
る汎用ヘッダを定義するために使用することができる。
したがって、図５に示されるように、制御バイト（CB
1、CB2）およびヘッダのアドレス・フィールドは、同形
式の命令／データ・セグメント（CDS1、CDSN）の連鎖と
して再構成される。新しい汎用ヘッダは、命令／データ
・フィールドとそれに続くチェック・フィールド（CH
K）からなる。命令／データ・フィールドは、２バイト
の命令／データ・セグメント（CDS）の連鎖を含む。
す。 ビット１（c/d）:命令／データビット ０：データ データ・フィールドの１２ビットが、直
前のCDSによって使用されるデータであることを示す。
例えば、１２ビット・アドレス拡張でもよい。 １：命令 データ・フィールドの１２ビットがトラン
ク・アダプタによって実行される命令であることを示
す。例えば、送出しパケットあるいは、アダプタ状態上
の送出し情報である。この場合、このCDSの後にデータ
を含む１つ以上のCDSが続く。 ビット２（res）：予備 ビット３（res）：予備 ビット４ー１５：１２ビット・データ・フィールド CDSの概念は、通常のヘッダ処理を使用することができ
る汎用ヘッダを定義するために使用することができる。
したがって、図５に示されるように、制御バイト（CB
1、CB2）およびヘッダのアドレス・フィールドは、同形
式の命令／データ・セグメント（CDS1、CDSN）の連鎖と
して再構成される。新しい汎用ヘッダは、命令／データ
・フィールドとそれに続くチェック・フィールド（CH
K）からなる。命令／データ・フィールドは、２バイト
の命令／データ・セグメント（CDS）の連鎖を含む。
【００２９】経路指定モードは、２つの基本的な類に類
別することができる。
別することができる。
【００３０】○ANRが典型的例である直接／明示経路指
定。 ○マルチキャスト・ツリーおよびラベル・スワッピング
を含む間接／暗黙経路指定。暗黙の経路指定というの
は、経路上の各ノードにおいて、暗黙のラベル、例えば
宛先内部ポート識別子（マルチキャストの場合には識別
子）、あるいはスワップに対するラベル、にアクセスさ
れるように、準備フェーズが情報を準備することであ
る。
定。 ○マルチキャスト・ツリーおよびラベル・スワッピング
を含む間接／暗黙経路指定。暗黙の経路指定というの
は、経路上の各ノードにおいて、暗黙のラベル、例えば
宛先内部ポート識別子（マルチキャストの場合には識別
子）、あるいはスワップに対するラベル、にアクセスさ
れるように、準備フェーズが情報を準備することであ
る。
【００３１】図６に参照すると、各命令／データ・セグ
メントは５つの汎用ビットおよび１バイトの経路指定フ
ィールドを含む。
メントは５つの汎用ビットおよび１バイトの経路指定フ
ィールドを含む。
【００３２】 汎用ビット ビット０：（命令禁止） １：命令が直前のノードによって処理された。
【００３３】 ビット１：（汎用拡張） １：このCDSは、続けてもう１つのCDSで拡張される。
【００３４】 ビット２：（命令型） １：明示経路指定 ０：暗黙経路指定 このビットは、基本CDSにだけ存在する。拡張CDSにおい
て、これは将来使用されるための予備である。
て、これは将来使用されるための予備である。
【００３５】 ビット３：（命令連鎖） １：１つのCDSが次に続く ０：連鎖の最後 ビット４：（コピー） １：このノードの情報フィールドをコピーする。コピー
・アドレスは次に続くCDSの連鎖の最後のセグメントに
よって与えられる。このビットは、基本CDSにのみ存在
する。
・アドレスは次に続くCDSの連鎖の最後のセグメントに
よって与えられる。このビットは、基本CDSにのみ存在
する。
【００３６】 ビット５〜７ :（サービスの類） 従来技術のヘッダ（c1-c3）のサービス・ビットの類と
同じ意味。拡張されたCDSの場合には、これらのビット
は第１のCDSつまり基本CDSにのみ現れる。
同じ意味。拡張されたCDSの場合には、これらのビット
は第１のCDSつまり基本CDSにのみ現れる。
【００３７】 経路指定フィールド ビット８〜１５ :（ラベル） 汎用拡張ビットによって拡張することができる１バイト
・ラベル。
・ラベル。
【００３８】図６は、明示および暗黙の経路指定のため
のヘッダの形式を示す。明示経路指定の場合、ANR経路
指定がとられる。暗黙の経路指定の場合は、準備フェー
ズにおいてラベル・スワッピングかツリー経路指定が選
択される。
のヘッダの形式を示す。明示経路指定の場合、ANR経路
指定がとられる。暗黙の経路指定の場合は、準備フェー
ズにおいてラベル・スワッピングかツリー経路指定が選
択される。
【００３９】図６は、CDSが２回拡張された（１つの基
本CDSおよび２つの拡張CDSがある）と仮定した場合のそ
れぞれのビット割り付けを示す。 この例のアドレス長
は、ANRに対しては３２ビット（8+12+12）、ラベル・ス
ワッピングに対しては３２ビット（8+12+12）、ツリー
経路指定に対しては３２ビット（8+12+12）である。こ
の長さは、付加CDSを連結することによって拡張するこ
とができる。実際には、基礎アドレス指定は、ANRのた
めの１つのCDS（１バイトANR）、ラベル・スワッピング
のための１つのCDS（１バイト・ラベル）、ツリーのた
めの２つのCDS（２０ビット・ツリー・アドレス）によ
って実行することができる。
本CDSおよび２つの拡張CDSがある）と仮定した場合のそ
れぞれのビット割り付けを示す。 この例のアドレス長
は、ANRに対しては３２ビット（8+12+12）、ラベル・ス
ワッピングに対しては３２ビット（8+12+12）、ツリー
経路指定に対しては３２ビット（8+12+12）である。こ
の長さは、付加CDSを連結することによって拡張するこ
とができる。実際には、基礎アドレス指定は、ANRのた
めの１つのCDS（１バイトANR）、ラベル・スワッピング
のための１つのCDS（１バイト・ラベル）、ツリーのた
めの２つのCDS（２０ビット・ツリー・アドレス）によ
って実行することができる。
【００４０】パケットが明示経路指定モードを使用して
経路指定される時、ラベル（ANR）は入力トランク・ア
ダプタで処理され、パケットは出力トランク・アダプタ
に経路指定される。
経路指定される時、ラベル（ANR）は入力トランク・ア
ダプタで処理され、パケットは出力トランク・アダプタ
に経路指定される。
【００４１】対応するCDSがビット０を１にセットする
ことよって禁止されたばかりなので、使用されたANRラ
ベルを除去しなくてもよい。その結果パケットサイズは
一定に保たれ、処理の複雑さが軽減される。
ことよって禁止されたばかりなので、使用されたANRラ
ベルを除去しなくてもよい。その結果パケットサイズは
一定に保たれ、処理の複雑さが軽減される。
【００４２】逆経路累算は、ルートに沿った逆ANRスト
リングを作るために、入力アダプタのANRラベルをアド
レス・フィールドに挿入する選択的機能である。この機
能は、主にネットワーク制御のために使用される。
リングを作るために、入力アダプタのANRラベルをアド
レス・フィールドに挿入する選択的機能である。この機
能は、主にネットワーク制御のために使用される。
【００４３】逆経路累算の場合、各ノードにおいてANR
ラベルを逆ANRラベルで系統的に上書きすることが有益
である。問題は、ANRラベルは１バイトまたは２バイト
に定義されているのに、異なる長さのANRラベルを持つ
トランクを含むノードがあるということである。例え
ば、出力トランクANRラベルが１バイトに定義されてい
るのに、入力トランクANRラベルは２バイトに定義され
ているかもしれない。単純な上書き操作は可能ではな
い。
ラベルを逆ANRラベルで系統的に上書きすることが有益
である。問題は、ANRラベルは１バイトまたは２バイト
に定義されているのに、異なる長さのANRラベルを持つ
トランクを含むノードがあるということである。例え
ば、出力トランクANRラベルが１バイトに定義されてい
るのに、入力トランクANRラベルは２バイトに定義され
ているかもしれない。単純な上書き操作は可能ではな
い。
【００４４】この理論的制限は以下のようにして容易に
克服することができる。経路が基点ノードで計算された
後、逆経路の各リンクのANRラベルが、トポロジー・デ
ータベースから抽出される。逆ANRラベルは直接ANRラベ
ルと比較される。それらが同じ長さならば、あるいは逆
ANRラベルが直接ANRラベルより小さいならば、なんの動
作もとられない。そうでなければ、逆ANRラベルを上書
きするためのスペースを確保するために、ダミーのCDS
が直接ANRラベルに連結される。このCDSは、その命令禁
止ビット（汎用ビット０）を１にセットされる。
克服することができる。経路が基点ノードで計算された
後、逆経路の各リンクのANRラベルが、トポロジー・デ
ータベースから抽出される。逆ANRラベルは直接ANRラベ
ルと比較される。それらが同じ長さならば、あるいは逆
ANRラベルが直接ANRラベルより小さいならば、なんの動
作もとられない。そうでなければ、逆ANRラベルを上書
きするためのスペースを確保するために、ダミーのCDS
が直接ANRラベルに連結される。このCDSは、その命令禁
止ビット（汎用ビット０）を１にセットされる。
【００４５】暗黙および明示経路指定モードにおけるコ
ピー機能をここで説明する。上記のように、コピー機能
は各CDSにおいて汎用ビット４によって許可される。コ
ピー・アドレスは、連鎖の最後のセグメントによって与
えられ、１つ以上のコピー・アドレスで選択的に拡張す
ることができる。
ピー機能をここで説明する。上記のように、コピー機能
は各CDSにおいて汎用ビット４によって許可される。コ
ピー・アドレスは、連鎖の最後のセグメントによって与
えられ、１つ以上のコピー・アドレスで選択的に拡張す
ることができる。
【００４６】暗黙経路指定の場合、ヘッダはラベルのた
めの拡張可能な１つのCDSを含む。このCDSのコピー・ビ
ットがセットされている時、これはコピー・アドレスを
含むCDSが次に続くということを意味する。この第２のC
DSは、第２のコピー・アドレスを含むよう拡張すること
ができる。
めの拡張可能な１つのCDSを含む。このCDSのコピー・ビ
ットがセットされている時、これはコピー・アドレスを
含むCDSが次に続くということを意味する。この第２のC
DSは、第２のコピー・アドレスを含むよう拡張すること
ができる。
【００４７】例えば、パケットが２つのノードを通って
経路付けられ、ラベルが８ビットに定義され、パケット
を１つのコピー・アドレスにコピーしなければならない
と仮定する。そうすると、パケットの各CDSの汎用ビッ
トは基点において、図７に示されるようになる。
経路付けられ、ラベルが８ビットに定義され、パケット
を１つのコピー・アドレスにコピーしなければならない
と仮定する。そうすると、パケットの各CDSの汎用ビッ
トは基点において、図７に示されるようになる。
【００４８】明示経路指定の場合、ヘッダはラベルのた
めの拡張可能なN個のCDSを含む。これらのCDSは、最後
の１つを除くすべてのCDSの連鎖ビットを１にセットす
ることによって連鎖される。これらのCDSの１つのコピ
ー・ビットがセットされている時、それはコピー・アド
レスを含むCDSが最後の経路指定CDSに続くということを
意味する。このCDSも、第２のコピー・アドレスを含む
よう拡張することができる。
めの拡張可能なN個のCDSを含む。これらのCDSは、最後
の１つを除くすべてのCDSの連鎖ビットを１にセットす
ることによって連鎖される。これらのCDSの１つのコピ
ー・ビットがセットされている時、それはコピー・アド
レスを含むCDSが最後の経路指定CDSに続くということを
意味する。このCDSも、第２のコピー・アドレスを含む
よう拡張することができる。
【００４９】例えばヘッダが、１つは２バイトに定義さ
れもう１つは１バイトに定義された２つのANRを含むと
仮定する。また、逆ANRのラベルが同じ長さであり、パ
ケットをコピー識別番号にコピーしなければならないと
仮定する。そうすると、パケットの各CDSの汎用ビット
は基点において、図８に示されるようになる。
れもう１つは１バイトに定義された２つのANRを含むと
仮定する。また、逆ANRのラベルが同じ長さであり、パ
ケットをコピー識別番号にコピーしなければならないと
仮定する。そうすると、パケットの各CDSの汎用ビット
は基点において、図８に示されるようになる。
【００５０】図９および１０は、本発明による汎用ヘッ
ダの場合の、コピー・ビットを含むパケットを受け取り
処理する手順を示す流れ図である。パケットは、受信ア
ダプタによって受け取られる。プロセッサはまずパケッ
ト・ヘッダを調べ、命令が直前のノードによって処理さ
れたかどうかを決定する。処理されていない場合、経路
指定アドレスが抽出され、現在CDSが付加経路指定アド
レス・ビットによって拡張されているかどうかを決定す
るために、拡張ビットが検査される。プロセッサはそれ
から、明示または暗黙の経路指定を決定する。次のステ
ップにおいて、プロセッサはコピー・ビットが設定され
ているかどうかを決定する。答えがいいえの場合、パケ
ットは次のノードに渡り、プロセッサは何の処理も実行
しない。答えがはいであるならば、コピー・アドレスを
得るために連鎖の最後のCDSが探索される。パケットは
それから、このアドレスに対応するネットワーク制御機
能に渡される。
ダの場合の、コピー・ビットを含むパケットを受け取り
処理する手順を示す流れ図である。パケットは、受信ア
ダプタによって受け取られる。プロセッサはまずパケッ
ト・ヘッダを調べ、命令が直前のノードによって処理さ
れたかどうかを決定する。処理されていない場合、経路
指定アドレスが抽出され、現在CDSが付加経路指定アド
レス・ビットによって拡張されているかどうかを決定す
るために、拡張ビットが検査される。プロセッサはそれ
から、明示または暗黙の経路指定を決定する。次のステ
ップにおいて、プロセッサはコピー・ビットが設定され
ているかどうかを決定する。答えがいいえの場合、パケ
ットは次のノードに渡り、プロセッサは何の処理も実行
しない。答えがはいであるならば、コピー・アドレスを
得るために連鎖の最後のCDSが探索される。パケットは
それから、このアドレスに対応するネットワーク制御機
能に渡される。
【００５１】ヘッダの新しい構造の結果、汎用ヘッダは
現在のヘッダより単純なハードウェアで実現することが
できる。現在のヘッダの場合、処理は複数の可変長フィ
ールドの分析からなる。データ・ストリームは遅延線を
通してパイプライン処理され、ハードウェアはヘッダの
いくつかのフィールドを並行して分析し、決定を行う。
汎用ヘッダの場合、処理は連続した固定長CDSの分析か
らなる。データ・ストリームは、遅延線を通してパイプ
ライン処理される。各CDSのために、ひとつのビット
（許可ビット）が検査される。それが使用禁止である場
合、処理は実行されず次のCDSが検査される。ハードウ
ェアは、連鎖の最初の許可されたCDSを検出し、それを
処理する。例えばCDS拡張が無い場合、すなわちANRおよ
びラベル・スワッピング経路指定モードのほとんどの場
合、このCDSは各ノードで処理される唯一の固定長情報
である。汎用ヘッダの場合この単純な分析により、基本
的な処理がより単純になり複雑なメモリ・アクセスが不
必要となる。同形式のヘッダ構造のこの利点により、ハ
ードウェアおよびソフトウェアのより単純な実現が可能
となる。
現在のヘッダより単純なハードウェアで実現することが
できる。現在のヘッダの場合、処理は複数の可変長フィ
ールドの分析からなる。データ・ストリームは遅延線を
通してパイプライン処理され、ハードウェアはヘッダの
いくつかのフィールドを並行して分析し、決定を行う。
汎用ヘッダの場合、処理は連続した固定長CDSの分析か
らなる。データ・ストリームは、遅延線を通してパイプ
ライン処理される。各CDSのために、ひとつのビット
（許可ビット）が検査される。それが使用禁止である場
合、処理は実行されず次のCDSが検査される。ハードウ
ェアは、連鎖の最初の許可されたCDSを検出し、それを
処理する。例えばCDS拡張が無い場合、すなわちANRおよ
びラベル・スワッピング経路指定モードのほとんどの場
合、このCDSは各ノードで処理される唯一の固定長情報
である。汎用ヘッダの場合この単純な分析により、基本
的な処理がより単純になり複雑なメモリ・アクセスが不
必要となる。同形式のヘッダ構造のこの利点により、ハ
ードウェアおよびソフトウェアのより単純な実現が可能
となる。
【００５２】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、固定形式を必要としないパケット・ヘッダ構
造を提供し、それによりヘッダの拡張を可能にすること
ができる。
いるので、固定形式を必要としないパケット・ヘッダ構
造を提供し、それによりヘッダの拡張を可能にすること
ができる。
【図１】発明が実行される通信ネットワークを表すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】図１の通信網の典型的交換ノードのブロック図
である。
である。
【図３】従来技術の高速パケット交換網のネットワーク
層ヘッダを示す図である。
層ヘッダを示す図である。
【図４】本発明による汎用拡張ビットを持つネットワー
ク層ヘッダを示す図である。
ク層ヘッダを示す図である。
【図５】本発明による汎用ヘッダを示す図である。
【図６】複数の命令／データ・セグメントをもつ汎用ヘ
ッダを示す図である。
ッダを示す図である。
【図７】暗黙経路指定の場合のコピー機能を示す図であ
る。
る。
【図８】明示経路指定の場合のコピー機能を示す図であ
る。
る。
【図９】通信網の典型的ノードにおいてコピー機能がど
のように処理されるかを示す流れ図である。
のように処理されるかを示す流れ図である。
【図１０】通信網の典型的ノードにおいてコピー機能が
どのように処理されるかを示す流れ図である。
どのように処理されるかを示す流れ図である。
１０ パケット交換網 １１ ネットワーク・ノード １２ エンド・ノード ２０ パケット交換 ２１〜２７ アダプタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラール ルビゼイ フランス国 06140 ヴァンス アベニ ュ デ ポワル ７ (56)参考文献 特開 昭62−42634（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−159341（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−70145（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−216942（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−235559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−65645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−155648（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60250（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−13142（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】 ヘッダを含むデジタル・データ・パケッ
トを複数の交換ノードの間で交換するパケット交換網で
あって、 上記ヘッダは拡張ビットを含み、該拡張ビットが第１の
状態にセットされている場合には、命令フィールドおよ
びデータ・フィールドを含む命令／データ・セグメント
によって上記ヘッダが拡張され、 各前記交換ノードが、他の交換ノードからパケットを受
信する手段と、受信したパケットのヘッダに含まれる上
記拡張ビットが上記第１の状態にセットされている場合
に、該ヘッダから上記命令／データ・セグメントを取り
出して処理する手段とを具備し、 上記ヘッダを複数の命令／データ・セグメントで拡張す
る必要がある場合には、上記拡張ビットを上記第１の状
態にセットするとともに、後続の命令／データ・セグメ
ントがあることを示すビットを上記命令フィールド中に
セットしておくことを特徴とする、パケット交換網。 - 【請求項２】 少なくとも１つの命令／データ・セグメ
ントを含むヘッダを有するデジタル・データ・パケット
を複数の交換ノードの間で交換するパケット交換網であ
って、 上記命令／データ・セグメントは禁止ビットおよび経路
指定アドレスを含み、 各前記交換ノードが、 他の交換ノードからパケットを受信する手段と、 上記禁止ビットが、前のノードで処理されたことを示す
第１の状態にあるかどうかを検出する手段と、 上記禁止ビットが上記第１の状態にあれば上記経路指定
アドレスを無視して次の命令／データ・セグメントの処
理に進み、上記禁止ビットが上記第１の状態になければ
上記経路指定アドレスを処理する手段と、 を具備するパケット交換網。 - 【請求項３】 上記命令／データ・セグメントは、上記
禁止ビットおよび上記経路指定アドレスの他に、命令／
データ・セグメントの連鎖を示すビットを含む、請求項
２に記載のパケット交換網。 - 【請求項４】 拡張ビットを含むヘッダを有するデジタ
ル・データ・パケットを複数の交換ノードの間で交換す
るパケット交換方法であって、 上記拡張ビットを第１の状態にセットすることによっ
て、上記ヘッダを命令フィールドおよびデータ・フィー
ルドを含む命令／データ・セグメントで拡張するステッ
プと、 各交換ノードにおいて他の交換ノードからのパケットを
受信するステップと、 受信したパケットのヘッダに含まれる上記拡張ビットが
上記第１の状態にセットされている場合に、該ヘッダか
ら上記命令／データ・セグメントを取り出して処理する
ステップとを具備し、 上記ヘッダを複数の命令／データ・セグメントで拡張す
る必要がある場合には、上記拡張ビットを上記第１の状
態にセットするとともに、後続の命令／データ・セグメ
ントがあることを示すビットを上記命令フィールド中に
セットしておくことを特徴とする、パケット交換方法。 - 【請求項５】 禁止ビットおよび経路指定アドレスを含
む少なくとも１つの命令／データ・セグメントを含むヘ
ッダを有するデジタル・データ・パケットを複数の交換
ノードの間で交換するパケット交換方法あって、 各前記交換ノードにおいて、 他の交換ノードからパケットを受信するステップと、 受信したパケットのヘッダに含まれる上記禁止ビット
が、前のノードで処理されたことを示す第１の状態にあ
るかどうかを検出するステップと、 上記禁止ビットが上記第１の状態にあれば上記経路指定
アドレスを無視して次の命令／データ・セグメントの処
理に進み、上記禁止ビットが上記第１の状態になければ
上記経路指定アドレスを処理するステップと、 を具備するパケット交換方法。 - 【請求項６】 上記命令／データ・セグメントは、上記
禁止ビットおよび上記経路指定アドレスの他に、命令／
データ・セグメントの連鎖を示すビットを含む、請求項
５に記載のパケット交換方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR93480068.1 | 1993-06-03 | ||
| EP93480068A EP0627835B1 (en) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | Improved network layer packet structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350647A JPH06350647A (ja) | 1994-12-22 |
| JP2642062B2 true JP2642062B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=8214831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6106323A Expired - Fee Related JP2642062B2 (ja) | 1993-06-03 | 1994-04-22 | パケット交換網および方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5487064A (ja) |
| EP (1) | EP0627835B1 (ja) |
| JP (1) | JP2642062B2 (ja) |
| DE (1) | DE69330675T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2959659B2 (ja) | 1992-11-19 | 1999-10-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | パケット交換網における機能分散 |
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| US6067417A (en) | 1992-06-30 | 2000-05-23 | Discovision Associates | Picture start token |
| US6047112A (en) | 1992-06-30 | 2000-04-04 | Discovision Associates | Technique for initiating processing of a data stream of encoded video information |
| DE69229338T2 (de) | 1992-06-30 | 1999-12-16 | Discovision Ass | Datenpipelinesystem |
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| US6079009A (en) | 1992-06-30 | 2000-06-20 | Discovision Associates | Coding standard token in a system compromising a plurality of pipeline stages |
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