JP2679706B2 - セルフルーティング制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は入力部から出力部へ自律的にパケットをスイ
ッチングするセルフルーティングネットワークにおい
て、情報パケットをスイッチングする第１のセルフルー
ティングネットワークと、このネットワークのリンクの
負荷状態を知るための信号をスイッチングする第２のセ
ルフルーティングネットワークを設けてリンク負荷状態
を知り、セルフルーティングネットワーク内部リンクの
負荷集中を避け、スループットの向上を図ったものであ
る。 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セルフルーティング制御システムに関し、
更に詳しくは分散処理による高速パケット交換方式の分
散処理装置間の結合網の制御システムに関する。 分散処理構成による高速パケット交換方式の処理能力
は、分散処理装置間の結合網のスループットに大きく依
存する。このため、結合網として高いスループットが得
られるセルフルーティング構成が必要とされる。 ［従来の技術］ 従来の分散処理装置間の結合網としては、Ba−nyan,B
atcher,Benes等の結合網を用いたセルフルーティングネ
ットワークがある。 第５図は従来のセルフルーティング制御システムの構
成を示す図で、図中、１−1,1−2,…,1−ｎは入力部の
パケットハンドラ（PH）、２−1,2−2,…,2−ｎは出力
部のパケットハンドラ（PH）、３はセルフルーティング
ネットワークである。入力部のパケットハンドラ１は、
入力される情報パケット（情報とヘッダ（宛先の情報な
ど）とから構成されたデータ）のヘッダを受ける。情報
パケットとは、通信相手に送る情報のことである。通信
したい相手に到達するための行き先アドレス（スイッチ
内では線路番号）と通信情報で構成される。セルフルー
ティングネットワーク３は、多数のスイッチノードを持
ち、前記入力部のパケットハンドラ１からのヘッダに基
づきスイッチのリンクを自動的に決定する。このように
してセルフルーティングネットワークで接続が行われ、
入力部のパケットパンドラの情報パケットが出力部のパ
ケットハンドラ２に渡される。 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来のセルフルーティングネットワークでは、内部リ
ンクの負荷状態を知る機能がないため、一部のリンクに
負荷が集中してネットワークのスループットが低下する
といった問題点が生じていた。 本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、リン
ク負荷状態を知り、情報パケットをスイッチングするセ
ルフルーティングネットワーク内部リンクの負荷集中を
避け、スループットの向上を図り得るセルフルーティン
グ制御システムを提供することにある。 ［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明のセルフルーティング制御システムの
原理ブロック図である。図中、11は複数個の入力部のパ
ケットハンドラ（PH）、12は複数個の出力部のパケット
ハンドラ（PH）、13aは入力部パケットハンドラ11及び
出力部パケットハンドラ12が接続され、入力される情報
パケットに基づきパケットのスイッチングを行う第１の
セルフルーティングネットワーク、13bはこの第１のセ
ルフルーティングネットワーク13aの内部状態を記憶し
た基本スイッチ素子ノードの多段接続からなる第２のセ
ルフルーティングネットワークである。 14は前記出力部パケットハンドラ12ごとに設けられ、
前記第１のセルフルーティングネットワーク13aの内部
状態を入力部に通知するために、定期的又は非定期的に
信号パケットを前記第２のセルフルーティングネットワ
ーク13bに送る複数個の出力部ネットワークコントロー
ラ、15は前記入力部パケットハンドラ11ごとに設けら
れ、前記第２のセルフルーティングネットワーク13bか
らリンク情報の乗った信号パケットを受け、これを当該
入力部パケットハンドラ11に与える複数個の入力部ネッ
トワークコントローラである。 ［作用］ 入力部のパケットハンドラ11は、入力される情報パケ
ットを受け取り、信号パケット用セルフルーティングネ
ットワーク13bから与えられるリンク方向情報の信号を
パケットのヘッダに付けて情報パケット用セルフルーテ
ィングネットワーク13aに与える。 出力部パケットハンドラ12は、情報セルフルーティン
グネットワーク13aを介して与えられた入力部にパケッ
トハンドラ11のパケットを外部に出力する。 第１のセルフルーティングネットワーク13aは情報パ
ケットをスイッチングする。第２のセルフルーティング
ネットワーク13bは、出力部ネットワークコントローラ1
4により第１のセルフルーティングネットワーク13aのリ
ンク状態を知り入力部ネットワークコントローラ15を介
して入力部パケットハンドラ11に信号を送り、第１のセ
ルフルーティングネットワーク13aのリンク負荷の軽い
方へ信号をスイッチングする。 本発明において、情報パケットをスイッチングする第
１のセルフルーティングネットワーク13aは、情報パケ
ットのヘッダにより自律的にスイッチングする従来のも
のと同じ動作を行うが、出力部から入力部へ向かう信号
パケットをスイッチングする第２のセルフルーティング
ネットワーク13bは、信号パケットのヘッダによりスイ
ッチングを行うか（第１の方法）又はセルフルーティン
グネットワーク13aにおける内部リンクの負荷の軽い方
向へスイッチングを行い（第２の方法）、そのスイッチ
ングしたリンク方向の情報を信号パケットに乗せて入力
部に与える（詳細後述）。入力部では、リンク情報が乗
った信号パケットを基にパケットのヘッダを付け第１の
セルフルーティングネットワーク13aへ送出する。 このようにすることにより、リンクの負荷集中を回避
することができる。 ［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第２図は本発明の一実施例によるセルフルーティング
制御システムの構成図である。図中、第１図と同等部分
には同一符号を付す。ここでは第１及び第２のセルフル
ーティングネットワーク13a,13bの各スイッチノードA1,
A2,…,A6,B1,B2,…,B6として、２入力・２出力のいわゆ
る２×２スイッチを用いた場合が示されている。 Ai（ｉ＝1,…,6）スイッチノードとBi（ｉ＝1,…,6）
スイッチノードは対になっていて、第３図に示すように
メモリMEM（Biノード側に備えられる）を介して結合さ
れる。 次に、前述したリンク負荷を知るための方法として前
記第２の方法について詳細に説明する。 第２のセルフルーティングネットワーク13bに接続さ
れている出力部ネットワークコントローラ14からある特
定の入力部ネットワークコントローラ15に向けて信号パ
ケットを送出する（この場合、入力部ネットワークコン
トローラ15を特定しない。即ち、Biスイッチノードは信
号パケットのヘッダを見てスイッチしない。） Biスイッチノードは、Aiスイッチノードのリンクの負
荷の軽い方に信号パケットをスイッチするようにして、
この時Biスイッチノードは信号パケットにスイッチした
方路番号（リンク番号０又は１）とこれに対応したAiス
イッチノードのリンクの情報を信号パケットに乗せる。
この信号パケットは、どれかの入力部ネットワークコン
トローラ15に到達し、これにより入力部ネットワークコ
ントローラ15は、第１のセルフルーティングネットワー
ク13aの内部リンクの負荷状態を知ることができる。 各入力部ネットワークコントローラ15は、リンクの情
報が乗ってきている信号パケットを受け取り、その情報
をパケットハンドラ11内のメモリに蓄積する。これによ
り、信号パケットを受け取った入力部ネットワークコン
トローラ15は、第１のセルフルーティングネットワーク
13aの負荷の軽い内部リンク方向の状態を知ることがで
きる。 第３図はAiスイッチノードとBiスイッチノードの詳細
を示す構成図である。Aiスイッチノードにおいて、Ba1,
Ba2は情報パケットを一時的に蓄えるバッファ、C1はネ
ットワークのリンク状態を検知し、それをメモリMEMに
送ると共にセレクタSELaを制御するコントローラ、SELa
は情報パケットをスイッチするセレクタである。コント
ローラC1は、情報パケットのヘッダを解析し、“0"のと
きは“0"リンク方向へ、“1"のときは“1"方向リンクへ
スイッチするような制御を行う。 Biスイッチノードにおいて、Bb1,Bb2は信号パケット
を一時的に蓄えるバッファ、C2は13のネットワークにお
けるAiノードのリンク状態をメモリMEMより検知し、ス
イッチする方向（負荷の軽い方へリンクする）の情報
（“0"又は“1"）をBb1,Bb2で信号パケットに乗せ、セ
レクタSELbを制御するコントローラ、SELbは信号をスイ
ッチするセレクタである。MEMはリンク状態を記憶する
メモリである。 第３図に示すような構成において、Aiスイッチノード
のコントローラC1は、第１のセルフルーティングネット
ワーク13aの各リンク状態を検知し、これをメモリMEMに
書き込む。この場合において、Aiスイッチノードの出方
路の内、“0"が負荷が重くて“1"が負荷が軽い場合、コ
ントローラC1はこのようなリンクの状態をメモリMEMに
書き込む。Biスイッチノードにおいて、コントローラC2
がメモリMEMからそのリンク状態を読み出し、第１のセ
ルフルーティングネットワーク13aでのリンク負荷の負
荷の軽い方向である方路“1"へ信号パケットをスイッチ
して、各Biがスイッチしたリンク方向の情報（“0"又は
“1"、ここでは“1"）を信号パケットに乗せ、セレクタ
SELbを制御する（前述した第２の方法を用いた場合）。
以上の説明より明らかなように、Aiスイッチノードの出
方路である“0",“1"と、Biスイッチノードの出方路で
ある“0",“1"は対応している。 第４図は第２図に示す入力部及び出力部のパケットハ
ンドラ11,12とネットワークコントローラ14,15の構成を
示す図である。入力部パケットハンドラ11において、41
は情報パケットを一時的に蓄えるバッファ、42は入力さ
れる情報パケットの中からヘッダのみを取り出すヘッダ
ドロップ回路、43はプロセッサ、44はプロセッサより出
力されたヘッダをバッファ41が出力する情報パケットの
ヘッダに挿入するヘッダインサート回路、45はメモリで
ある。 出力部パケットハンドラ12についても、上記入力部パ
ケットハンドラ11と同一の構成となっている。 そして、パケットハンドラ11,12は第１のセルフルー
ティングネットワーク13aに接続され、ネットワークコ
ントローラ14,15は第２のセルフルーティングネットワ
ーク13bに接続される。 各出力部ネットワークコントローラ14は、メモリ45′
からパケット通過数（出力伝送路使用効率）等の情報を
読み取り、定期的又は非定期的に送る信号パケットのタ
イミングを調整し、信号パケットを第２のセルフルーテ
ィングネットワーク13bに送る。 各入力部ネットワークコントローラ15は、リンクの情
報が乗ってきている信号パケットを受け取り、その情報
をメモリ45に蓄積する。入力部パケットハンドラ11のプ
ロセッサ43は、メモリ45からそのリンク情報を読み取
り、ヘッダドロップ回路42で検出したヘッダをモディフ
ァイし、ヘッダインサート回路44を介して第１のセルフ
ルーティングネットワーク13aへ送り込む。このよう
に、第２のセルフルーティングネットワーク13bにおい
て、前述した第１及び第２の方法により求められたリン
ク負荷の軽い方軽い方へとリンクするルーティングに基
づき、第１のセルフルーティングネットワーク13aをス
イッチングする。これにより、第１のセルフルーティン
グネットワークでのリンクの負荷集中を回避することが
できる。 ［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、情報パ
ケット用セルフルーティングネットワークでのリンクの
負荷集中を回避することができるため、ネットワークの
スループットを高くすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明の一
実施例によるセルフルーティング制御システムの構成
図、第３図はスイッチノードの詳細を示す構成図、第４
図は入力部及び出力部のパケットハンドラとネットワー
クコントローラの構成図、第５図は従来のセルフルーテ
ィング制御システムの構成図である。 第１図、第２図において 11は入力部パケットハンドラ、 12は出力部パケットハンドラ、 13aは第１のセルフルーティングネットワーク、 13bは第２のセルフルーティングネットワーク、 14,15はセルフルーティングネットワークコントロー
ラ、 Ai〜A6 Bi〜B6はスイッチノードである。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．情報とヘッダからなる情報パケットを受け、ヘッダ
   を参照して自律的に情報パケットをスイッチングするセ
   ルフルーティングネットワークにおいて、 情報パケットをスイッチングする第１のセルフルーティ
   ングネットワークと、 前記第１のセルフルーティングネットワークの内部状態
   に関する情報を受け取って記憶し、情報パケットの伝送
   方向とは逆の方向にスイッチングされる信号パケット
   に、記憶している前記情報を乗せる第２のセルフルーテ
   ィングネットワークと、 前記第１のセルフルーティングネットワークと前記第２
   のセルフルーティングネットワークとに接続され、前記
   第２のセルフルーティングネットワークで伝送される信
   号パケットに乗る前記情報に基づいて、前記第１のセル
   フルーティングネットワークを伝送される情報パケット
   のヘッダを決定する入力部とを設け、 前記第１のセルフルーティングネットワークにおける内
   部リンク負荷の集中を回避するようにしたことを特徴と
   するセルフルーティング制御システム。