JP2655466B2 - Packet switching equipment - Google Patents

Packet switching equipment

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JP2655466B2 JP5058895A JP5889593A JP2655466B2 JP 2655466 B2 JP2655466 B2 JP 2655466B2 JP 5058895 A JP5058895 A JP 5058895A JP 5889593 A JP5889593 A JP 5889593A JP 2655466 B2 JP2655466 B2 JP 2655466B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はパケット交換装置に関
し、特に、マルチプロセッサ方式を用いたパケット交換
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a packet switching device, and more particularly, to a packet switching device using a multiprocessor system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、パケット交換装置としてマイクロ
プロセッサを用いた所謂小規模パケット交換装置が知ら
れている。この小規模パケット交換装置では一般に一個
のマイクロプロセッサを用いているため、単位時間あた
りのパケット交換処理数(以下スループットと呼ぶ)を
大きくすることが難しい。
2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called small-scale packet switching device using a microprocessor has been known as a packet switching device. Since this small-scale packet switching device generally uses one microprocessor, it is difficult to increase the number of packet switching processes per unit time (hereinafter referred to as throughput).

【0003】スループットを向上させるため、マルチプ
ロセッサ方式によるパケット交換装置が知られており、
このようなパケット交換装置は、例えば、IEEE N
etwork Magazine の1991年1月号
に発表されたチータバートの論文“High Spee
d Transport”に開示されている。
[0003] In order to improve the throughput, a packet switching device using a multiprocessor system is known.
Such a packet switching device is, for example, an IEEE N
et al., published in the January 1991 issue of Etower Magazine, a paper by Cheetahbert, entitled "High Speed
d Transport ".

【0004】ところで、パケット交換装置では次のよう
にして交換処理を行う。
[0004] In a packet switching apparatus, switching processing is performed as follows.

【0005】(1) 受信パケットからヘッダー部分を抽出
する。
(1) Extract a header portion from a received packet.

【0006】(2) 抽出ヘッダーの内容を解析して、解析
結果に基づいて抽出ヘッダーを新しい情報に書き替え、
書替ヘッダーとするとともにパケットを送出すべき出力
ポートを決定する。
(2) Analyzing the contents of the extracted header, rewriting the extracted header with new information based on the analysis result,
An output port to be used as a rewrite header and for transmitting a packet is determined.

【0007】(3) 書替ヘッダーをパケットに付加して出
力ポートに転送する。
(3) A rewrite header is added to a packet and transferred to an output port.

【0008】上述の論文においては、上記の交換処理を
複数のマイクロプロセッサで分割して実行している。
In the above-mentioned paper, the above-mentioned exchange processing is divided and executed by a plurality of microprocessors.

【0009】このように、一連の交換処理を複数のマイ
クロプロセッサで行うことによって、交換処理の一部を
他のマイクロプロセッサで行うことができるため、つま
り、交換処理を同時並行的に行うことができるから、一
般的には、スループットを向上させることが可能とな
る。
As described above, by performing a series of exchange processing by a plurality of microprocessors, a part of the exchange processing can be performed by another microprocessor, that is, the exchange processing can be performed simultaneously and in parallel. Therefore, generally, it is possible to improve the throughput.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
なパケット交換装置では、マイクロプロセッサ間で情報
転送を行う必要があり、マイクロプロセッサの台数が多
くなればなるほどマイクロプロセッサ間での情報転送量
が多くなって、並行処理によるスループット改善よりも
マイクロプロセッサ間情報転送に要する時間が長くなっ
てしまう。つまり、マイクロプロセッサの台数が多くな
ると、マイクロプロセッサ間情報転送時間が無視できな
くなってしまい、マイクロプロセッサ数が多くなるぼど
スループット改善度が低くなってしまうという問題点が
ある。
However, in the above-described packet switching device, it is necessary to transfer information between the microprocessors. As the number of microprocessors increases, the amount of information transferred between the microprocessors increases. As a result, the time required for information transfer between microprocessors becomes longer than the throughput improvement by parallel processing. In other words, when the number of microprocessors increases, the information transfer time between the microprocessors cannot be ignored, and as the number of microprocessors increases, the degree of improvement in throughput decreases.

【0011】本発明の目的はスループットの改善度が著
しいマルチプロセッサ方式を用いたパケット交換装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a packet switching device using a multiprocessor system in which the degree of improvement in throughput is remarkable.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、送信パ
ケットを受信パケットとして受け該受信パケットを交換
処理して出力パケットとして出力するパケット交換装置
において、複数のプロセッサユニットと、共通メモリ
と、前記送信パケットを前記受信パケットとして前記共
通メモリに書き込む第1のインターフェースユニット
と、前記出力パケットを送出する第2のインターフェー
スユニットとが備えられており、前記プロセッサユニッ
トはそれぞれ前記共通メモリを監視して前記受信パケッ
トが未処理パケットてあるか否かを判定する判定手段
と、該受信パケットが未処理パケットであると判定され
ると前記未処理パケットのヘッダーに所定の処理を施し
て交換処理済パケットと前記共通メモリに書き込む処理
手段とを有し、前記第2のインターフェースユニットは
前記共通メモリ上の前記交換処理済パケットを前記出力
パケットとして送出し、該プロセッサユニットは互いに
独立して前記交換処理を行うようにしたことを特徴とす
るパケット交換装置が得られる。
According to the present invention, there is provided a packet switching apparatus for receiving a transmission packet as a reception packet, exchanging the reception packet, and outputting as an output packet, a plurality of processor units, a common memory, A first interface unit that writes the transmission packet to the common memory as the reception packet; and a second interface unit that sends the output packet, wherein the processor units each monitor the common memory. Determining means for determining whether or not the received packet is an unprocessed packet; and, if the received packet is determined to be an unprocessed packet, performing predetermined processing on a header of the unprocessed packet to exchange the processed packet. And processing means for writing to the common memory. Interface unit sends the replacement processed packet on said common memory as the output packet, the processor unit packet switching device is obtained, characterized in that to perform the replacement process independently of each other.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments.

【0014】図1を参照して、図示のパケット交換装置
は第1乃至第3のプロセッサユニット11乃至13を備
えている。そして、第1のプロセッサユニット11はC
PU11a、プログラムメモリ(P−MEM)11b、
及びデータメモリ(D−MEM)11cを備えており、
これらCPU11a、P−MEM11b、及びD−ME
M11cはローカルバス11dによって互いに接続され
ている。なお、図示しないが、第2及び第3のプロセッ
サユニット12及び13も第1のプロセッサユニット1
1と同様の構成要素を備えている。
Referring to FIG. 1, the illustrated packet switching apparatus includes first to third processor units 11 to 13. Then, the first processor unit 11 has C
PU 11a, program memory (P-MEM) 11b,
And a data memory (D-MEM) 11c.
These CPU 11a, P-MEM 11b, and D-ME
M11c are connected to each other by a local bus 11d. Although not shown, the second and third processor units 12 and 13 are also connected to the first processor unit 1.
1 are provided with the same components.

【0015】パケット交換装置はさらにLANインター
フェースユニット14及び15と共通メモリ16とを備
えており、第1乃至第3のプロセッサユニット11乃至
13、LANインターフェースユニット14及び15、
及び共通メモリ16はデータバス17によって互いに接
続されている。
The packet switching apparatus further includes LAN interface units 14 and 15 and a common memory 16, and includes first to third processor units 11 to 13, LAN interface units 14 and 15,
And the common memory 16 are connected to each other by a data bus 17.

【0016】送信元から連続的に回線上に送出されたパ
ケットはLANインターフェースユニット14で到来パ
ケットとして受信され、データバス17を介して順次共
通メモリ16に書き込まれる。第1乃至第3のプロセッ
サユニット11乃至13ではデータバス17を介して常
時共通メモリ16を監視している。
The packets continuously transmitted on the line from the transmission source are received by the LAN interface unit 14 as incoming packets, and are sequentially written to the common memory 16 via the data bus 17. The first to third processor units 11 to 13 constantly monitor the common memory 16 via the data bus 17.

【0017】図2も参照して、第1乃至第3のプロセッ
サユニット11乃至13は独立して動作している。ここ
で、第1のプロセッサユニット11に着目して、CPU
11aはP−MEM11bに格納されたプログラムに基
づいて動作する。CPU11aではデータバス17を介
して共通メモリ16をアクセスして未処理の到来パケッ
ト(以下単に未処理パケットと呼ぶ)が共通メモリ16
内に存在するか否かを判断する(ステップs1)。共通
メモリ16内に未処理パケットがあると判断すると、C
PU11aではこの未処理パケットからヘッダーを抽出
する(ステップs2)。なお、複数の未処理パケットが
存在する場合には、複数の未処理パケットのうちの一つ
についてヘッダーを抽出することになる。
Referring also to FIG. 2, the first to third processor units 11 to 13 operate independently. Here, paying attention to the first processor unit 11, the CPU
11a operates based on a program stored in the P-MEM 11b. The CPU 11a accesses the common memory 16 via the data bus 17 to store unprocessed incoming packets (hereinafter, simply referred to as unprocessed packets).
It is determined whether or not it exists within (step s1). If it is determined that there is an unprocessed packet in the common memory 16, C
The PU 11a extracts a header from the unprocessed packet (step s2). If there are a plurality of unprocessed packets, the header is extracted for one of the plurality of unprocessed packets.

【0018】D−MEM11cには宛先アドレス毎に対
応して出力するか否かを示す情報が格納されたテーブル
が設定されており、CPU11aでは抽出ヘッダー内の
宛先アドレスによってテーブルを参照して、当該ヘッダ
ー、つまり、パケットを出力するか否かを決定する(ス
テップs3)。出力すべきパケットであると、CPU1
1aではヘッダー内の発信元アドレスを自局アドレスに
書き替えて更新ヘッダーを生成する。(ステップs
4)。そして、CPU11aでは更新ヘッダーを該当す
るパケットに付け替えて更新パケットとする(ステップ
s5)。
In the D-MEM 11c, a table storing information indicating whether or not to output corresponding to each destination address is set, and the CPU 11a refers to the table by the destination address in the extraction header and refers to the table. It is determined whether to output a header, that is, a packet (step s3). If the packet is to be output, the CPU 1
In step 1a, an updated header is generated by rewriting the source address in the header to the own station address. (Step s
4). Then, the CPU 11a replaces the update header with the corresponding packet to obtain an update packet (step s5).

【0019】このようにして、更新されたパケット(更
新パケット)はLANインターフェースユニット15に
よって共通メモリ16からデータバス17を介して回線
上に出力パケットとして出力されることになる。
The updated packet (updated packet) is output from the common memory 16 by the LAN interface unit 15 via the data bus 17 to the line as an output packet.

【0020】図1及び図3を参照して、第2及び第3の
プロセッサユニット12及び13においても第1のプロ
セッサユニット11と同様の交換処理を行っており、例
えば、図3に示すように第1乃至第3の到来パケットが
順次共通メモリ16に書き込まれたとすると、まず、第
1の到来パケットが共通メモリ16に書き込まれた段階
で、例えば、第1のプロセッサユニット11はプログラ
ム実行を行い、第1の更新パケットを生成する。第1の
プロセッサユニット11でプログラム実行中に第2の到
来パケットが共通メモリ16に書き込まれたとすると、
第2のプロセッサユニット12はプログラム実行を行
い、第2の更新パケットを生成する。第2のプロセッサ
ユニット12でプログラム実行中に第1の更新パケット
の生成が終了してこの第1の更新パケットは第1の出力
パケットとして出力されることになる。また、第2のプ
ロセッサユニット11でプログラム実行中に第3の到来
パケットが共通メモリ16に書き込まれたとすると、第
3のプロセッサユニット13はプログラム実行を行い、
第3の更新パケットを生成する。第3のプロセッサユニ
ット13でプログラム実行中に第2の更新パケットの生
成が終了してこの第2の更新パケットは第2の出力パケ
ットとして出力されることになる。そして、最後に第3
の更新パケットが第3の出力パケットとして出力され
る。
Referring to FIGS. 1 and 3, the second and third processor units 12 and 13 also perform the same exchange processing as the first processor unit 11. For example, as shown in FIG. Assuming that the first to third arriving packets are sequentially written to the common memory 16, first, at the stage where the first arriving packet is written to the common memory 16, for example, the first processor unit 11 executes a program. , Generate a first update packet. If a second incoming packet is written to the common memory 16 during execution of a program by the first processor unit 11,
The second processor unit 12 executes a program and generates a second update packet. The generation of the first update packet is completed during the execution of the program by the second processor unit 12, and the first update packet is output as the first output packet. Further, if a third incoming packet is written to the common memory 16 during the execution of the program by the second processor unit 11, the third processor unit 13 executes the program,
Generate a third update packet. The generation of the second update packet is completed during the execution of the program by the third processor unit 13, and the second update packet is output as the second output packet. And finally the third
Is output as a third output packet.

【0021】なお、上述の実施例では3台のプロセッサ
ユニットを有するパケット交換装置について説明した
が、複数のプロセッサユニットを備えていればよく、こ
れらプロセッサユニットを独立的に動作させれば、同様
に交換処理を行うことができる。
In the above-described embodiment, a packet switching apparatus having three processor units has been described. However, it is sufficient if a plurality of processor units are provided, and if these processor units are operated independently, the same applies. An exchange process can be performed.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、複数の
プロセッサユニットを独立して動作させるようにしたか
ら、プロセッサ間で情報転送を行う必要がなく並列処理
ができ、この結果、プロセッサ数に比例してスループッ
トが向上するという利点がある。
As described above, in the present invention, since a plurality of processor units are operated independently, it is not necessary to transfer information between the processors and parallel processing can be performed. As a result, the number of processors is reduced. There is an advantage that the throughput is improved in proportion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるパケット交換装置の一実施例を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a packet switching device according to the present invention.

【図2】図1に示すパケット交換装置において各プロセ
ッサユニットの処理を説明するための流れ図である。
FIG. 2 is a flowchart for explaining processing of each processor unit in the packet switching device shown in FIG.

【図3】図1に示すパケット交換装置においてパケット
交換手順を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a packet switching procedure in the packet switching device shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12,13 プロセッサユニット 14,15 LANインターフェースユニット 16 共通メモリ 17 データバス 11, 12, 13 Processor unit 14, 15 LAN interface unit 16 Common memory 17 Data bus

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−95049(JP,A) 特開 昭58−97944(JP,A) 昭和58年度電子通信学会総合全国大会 (昭和58年3月5日発行)1680 上村邦 夫,中村稔,大山茂「負荷分散形パケッ ト交換機のプロセッサ配置」 昭和58年度電子通信学会総合全国大会 (昭和58年3月5日発行)1687 中村 稔,野口勝治,浜口晃「パケット交換に おける機能分散方式の検討」 研究実用化報告 VOL.35 NO. 5(昭和61年5月22日発行)P481−492 八代善一,西脇峰雄,青木誠,本田隆 司「大容量パケット交換装置」Continuation of the front page (56) References JP-A-62-95049 (JP, A) JP-A-58-97944 (JP, A) IEICE General Conference, 1983 (issued March 5, 1983) 1680 Kunio Uemura, Minoru Nakamura, Shigeru Oyama "Processor Arrangement of Load Balancing Packet Switch" IEICE General Conference 1983 (March 5, 1983) 1687 Minoru Nakamura, Katsuharu Noguchi, Akira Hamaguchi " Study of Function Distribution Method in Packet Switching "Research and Application Report VOL. 35 NO.5 (May 22, 1986) P481-492 Zenichi Yatsushiro, Mineo Nishiwaki, Makoto Aoki, Takashi Honda "Large-capacity packet switching equipment"

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 送信パケットを受信パケットとして受け
該受信パケットを交換処理して出力パケットとして出力
するパケット交換装置において、複数のプロセッサユニ
ットと、共通メモリと、前記送信パケットを前記受信パ
ケットとして前記共通メモリに書き込む第1のインター
フェースユニットと、前記出力パケットを送出する第2
のインターフェースユニットとが備えられており、前記
プロセッサユニットはそれぞれ前記共通メモリを監視し
て前記受信パケットが未処理パケットてあるか否かを判
定する判定手段と、該受信パケットが未処理パケットで
あると判定されると前記未処理パケットのヘッダーに所
定の処理を施して交換処理済パケットと前記共通メモリ
に書き込む処理手段とを有し、前記第2のインターフェ
ースユニットは前記共通メモリ上の前記交換処理済パケ
ットを前記出力パケットとして送出し、該プロセッサユ
ニットは互いに独立して前記交換処理を行うようにした
ことを特徴とするパケット交換装置。
1. A packet switching apparatus for receiving a transmission packet as a reception packet, exchanging the reception packet, and outputting as an output packet, a plurality of processor units, a common memory, and the transmission packet as the reception packet. A first interface unit for writing to a memory and a second interface unit for sending the output packet
Interface unit, wherein each of the processor units monitors the common memory to determine whether the received packet is an unprocessed packet, and the received packet is an unprocessed packet. Processing means for performing predetermined processing on a header of the unprocessed packet and writing the exchanged packet and the common memory, and wherein the second interface unit performs the exchange processing on the common memory. A packet switching device for transmitting the completed packet as the output packet, and the processor units performing the switching process independently of each other.
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昭和58年度電子通信学会総合全国大会(昭和58年3月5日発行)1680 上村邦夫,中村稔,大山茂「負荷分散形パケット交換機のプロセッサ配置」
昭和58年度電子通信学会総合全国大会(昭和58年3月5日発行)1687 中村稔,野口勝治,浜口晃「パケット交換における機能分散方式の検討」
研究実用化報告 VOL.35 NO.5(昭和61年5月22日発行)P481−492 八代善一,西脇峰雄,青木誠,本田隆司「大容量パケット交換装置」

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