JP2969554B2 - Ｆｃ／ａｔｍ変換装置における確認フレーム転送制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、距離的に離れて配
置されたファイバチャネル（以下、ＦＣ）インタフェー
スを有するＮポートどおしが、非同期転送モード網（以
下、ＡＴＭ網）を経由して通信を行う方式に関し、特に
ＦＣインタフェースの信号速度がＡＴＭ網の信号速度よ
り高速で、かつ送信したデータフレームに対し確認フレ
ームの返送が必須な場合のＦＣ／ＡＴＭ変換装置におけ
る確認フレーム転送制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＣとＡＴＭ網との間の接続は、従来、
公けに行われておらず、従来例が見当らない。しかしな
がら、ＦＣ標準（ＡＮＳＩ規格Ｘ３Ｔ１１）では、Ｎポ
ート間でのデータフレームの伝送手順についての規定が
あり、このＦＣ標準のサービスクラス１，２では受信し
たデータフレームに対し、確認フレームを返送すること
が義務づけられている。これは対向のＮポートの受信バ
ッファのオーバフローを防止するためであり、予め予約
したエンド＿エンド＿クレジット数と呼ばれる値を越え
ないように送信側でデータフレームの送信を抑えるもの
である。上述の値はフレーム数で表した受信バッファの
サイズを示し、この値が大きいほど一度に多量のデータ
フレームを送信することができる。

【０００３】なお、上述のＮポートとは、図７に示すよ
うに端末１１０，１２０に設けたＮｏｄｅポートのこと
を言い、これに対して各端末１１０，１２０からのデー
タを交換処理する交換装置１００に設けられたポートを
Ｆポートと呼んでいる。なお、図７において、ＴＸ，Ｒ
Ｘはそれぞれ送信端子，受信端子である。

【０００４】ところで、上述した確認フレームのヘッダ
には対向のＮポートで受信したデータフレーム数ｎが挿
入されて通知される。この確認フレームはＡＣＫ＿ｎと
呼ばれ、ｎは受信したフレーム数を示す。ここでデータ
フレームを一度にエンド＿エンド＿クレジット数だけ送
信した後に確認フレームＡＣＫ＿ｎを受信すると、送信
側では次のｎ個のデータフレームを送信することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の第１の問題は、
設計時に受信するＦＣフレームを蓄積するバッファのサ
イズが実際どれほど必要なのか見積ることが困難なこと
である。特に、距離を特定しないとバッファの必要サイ
ズが分らないことである。その理由は、ＡＴＭ網の距離
によって必要なバッファサイズが変化するためである。
即ち、ＡＴＭ網の距離が短くなるにつれ、ＡＴＭ網の処
理速度が相対的に速くなるため、ローカルＮポートから
受信したエンド＿エンド＿クレジット数のデータフレー
ムをセル化している最中に、ＡＴＭ網を経由して既に対
向のリモートＮポートへ送信したデータフレームに対す
る確認フレームが次々に対向のリモートＮポートからＡ
ＴＭ網を経由して到着することが多くなる。そして、こ
の確認フレームをローカルＮポートへ転送すると、ロー
カルＮポート側では、エンド＿エンド＿クレジット数の
データフレームを送信し終った直後に直ちにその確認フ
レームに対応して次々にデータフレームを送信してく
る。

【０００６】これをローカルＮポートとＡＴＭ網間に配
置されＦＣインタフェースとＡＴＭ網間のデータ変換を
行うＦＣ／ＡＴＭ変換装置側からみると、エンド＿エン
ド＿クレジット数以上のデータフレームを連続して入力
することになる。このように、データフレームがどれだ
け連続するかは対向するＮポートの距離（即ち、ＡＴＭ
網の距離）により変化するため、必要なバッファサイズ
を定めることができない。また、第２の問題は、対向す
る２つのＮポート間の距離が長い場合、バッファの大部
分の領域が使用されずに、資源の無駄となることであ
る。その理由は、変換装置の設計時には、運用時の距離
が未定のため、近距離（０ｋｍ）を想定して最大サイズ
のバッファを実装せざるをえなくなる。従って、このよ
うにすると実際の通信でＡＴＭ網の距離が長い場合に、
バッファの大部分の領域が未使用になる。また、第３の
問題は、対向する２つのＮポート間の距離が短い場合
に、バッファとして高速かつ高価なメモリを多用するこ
とになり、回路規模が増加して必然的に設計が困難とな
ると共に、コストアップを招くことである。その理由
は、距離が０ｋｍの場合に、最大サイズのバッファが必
要となるからである。

【０００７】従って本発明は、最小のバッファサイズで
高スループットを保持したまま、バッファがオーバフロ
ーを生じないＦＣ／ＡＴＭ変換装置を提供することを目
的とする。なお、上述の最小サイズとはＡＴＭ網の距離
が十分長い場合の必要な最小サイズである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、ＮポートとＡＴＭ網との間に配設さ
れ、ＮポートからのＦＣフレームを受信するとこのＦＣ
フレームを第１のバッファに蓄積すると共に蓄積した第
１のバッファのＦＣフレームをＡＴＭ網の速度で読み出
してセグメント化しＡＴＭ網へ送信するＦＣ／ＡＴＭ変
換部と、ＡＴＭ網を介しＡＴＭセルを受信するとＦＣフ
レームにリアセンブリして第２のバッファに蓄積し、蓄
積した第２のバッファのフレームをＦＣインタフェース
の速度で読み出してＮポートへ送信するＡＴＭ／ＦＣ変
換部とを備えた変換装置に、第１のバッファ内のＦＣフ
レームの蓄積量を検出するデータ蓄積量検出手段を設
け、データ蓄積量検出手段により検出された第１のバッ
ファ内のＦＣフレームの蓄積量が所定値を越えた後に予
め定めた設定値以下を示し、かつ第２のバッファ内に蓄
積されるＦＣフレームの中から、送信ＦＣフレームに対
するＡＴＭ網側からの確認フレームが検出される場合
は、予め設定されかつ前記蓄積により第１のバッファが
オーバーフローしない数のＦＣフレームの送信を指示す
る前記確認フレームをＮポートへ送信する。従って、エ
ンド エンド クレジット数分のデータフレームが一度
にＮポートから送信されることによって第１のバッファ
のデータ蓄積量が所定値を越えた後では、第１のバッフ
ァにデータ蓄積の余裕ができ次第、直ちに確認フレーム
を転送するため、データフレームを切目無くＡＴＭ網へ
送信でき、この結果、データ伝送のスループットを向上
させることができる。

【０００９】また、第１のバッファ内のＦＣフレームの
蓄積量が零で、かつ第２のバッファ内に蓄積されるＦＣ
フレームの中から、送信ＦＣフレームに対するＡＴＭ網
側からの確認フレームが検出される場合は、予め設定さ
れかつ前記蓄積により第１のバッファがオーバーフロー
しない数のＦＣフレームの送信を指示する前記確認フレ
ームをＮポートへ送信する。この結果、Ｎポートからデ
ータフレームが小出しで送信されて第１のバッファに蓄
積される場合でも、蓄積されたデータフレームが読み出
されて第１のバッファが空くと直ちに確認フレームをＮ
ポートへ送信するため、送信待機中のＮポート側ではタ
イムアウトになる前に次のデータフレームを送信でき、
従ってタイムアウトによるＮポート側の送信データの紛
失を防止できる。また、第１のバッファが空くまでＮポ
ートへの確認フレームの転送が停止されることから、Ｎ
ポートからの所定数以上のデータフレームが第１のバッ
ファに蓄積されることを防止でき、従って、第１のバッ
ファのサイズを最小のサイズに抑えることができ、かつ
Ｎポート間の距離が近距離時でも第１のバッファのオー
バフローを防止できる。

【００１０】また、データ蓄積量検出手段の出力がＦＣ
フレームの蓄積減少傾向を示し、かつ第１のバッファ内
に確認フレームの送信に対してＮポートから送信される
データフレーム数分の空きが生じたときには確認フレー
ムをＮポートへ送信する。この結果、データ伝送のスル
ープットを向上できると共に、第１のバッファのオーバ
フローを防止できる。また、第２のバッファを、ＦＣフ
レーム中の確認フレームを蓄積する第３のバッファとＦ
Ｃフレーム中のデータフレームを蓄積する第４のバッフ
ァとにより構成する。この結果、確認フレームの有無を
容易に検知できる。また、第２のバッファ内に蓄積され
ている確認フレームのアドレスを記憶する記憶手段を設
け、記憶手段のアドレスに従って第２のバッファ内の確
認フレームを読み出しＮポートへ送信する。この結果、
確認フレームの読み出しが容易になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を示す
ブロック図である。同図において、１はＦＣ／ＡＴＭ変
換装置、２はローカルＮポート（以下、Ｎポート）、３
はＡＴＭ網である。ここでＦＣ／ＡＴＭ変換装置１は次
のように構成されている。即ち、１１はＮポート２から
のＦＣフレームを受信するファイバチャネル受信器、１
２はその受信器１１の出力を蓄積するセグメンタ用バッ
ファ、１３はそのバッファ１２の出力をセル化するセグ
メンタ、１４はセグメンタ１３の出力をＡＴＭ網３へ送
信するＡＴＭ送信器である。なお、符号１１〜１４で示
す各部によりＦＣ／ＡＴＭ変換部１０が構成される。

【００１２】また、１６はＡＴＭ網２から入力するセル
を受信するＡＴＭ受信器、１７はその受信器１６の出力
をＦＣフレームに復元するリアセンブラ、１８はリアセ
ンブラ１７が出力するフレームの種別を弁別してＡＣＫ
＿ｎ用バッファ（確認フレーム用バッファ）１９かデー
タフレーム用バッファ２０かのどちらかを選択してＦＣ
フレームを入力するフイルタ、２１はその２つのバッフ
ァのうちの一方を選択してＦＣフレームを通過させるス
イッチ、２２は通過したＦＣフレームをローカルＮポー
トへ送信するファイバチャネル送信器である。なお、符
号１６〜２２で示す各部によりＡＴＭ／ＦＣ変換部１５
が構成される。

【００１３】ここでＦＣ／ＡＴＭ変換部１０には、セグ
メンタ用バッファ１２内のデータフレーム数を検出する
バッファモニタ２３が含まれ、バッファ１２にどれだけ
空き領域があるかという空き情報をコントローラ２４へ
通知する。また、ＡＴＭ／ＦＣ変換部１５にもＡＣＫ＿
ｎ用バッファ１９内のフレーム数を検出するバッファモ
ニタ２５が含まれ、確認フレームＡＣＫ＿ｎが何フレー
ム書込まれているかという書込み情報を共通のコントロ
ーラ２４へ通知する。

【００１４】次に、図１を参照してこのＦＣ／ＡＴＭ変
換装置の動作を説明する。Ｎポート２から入力するＦＣ
フレームは、１バイトが１０ビットで表示されるいわゆ
る１０ビットコードである。これは、直流バランスを保
ち、クロック抽出を容易にするために用いられた符号で
ある。このＦＣフレームは、ファイバチャネル受信器１
１で光／電気変換された後、１バイトが８ビットの符号
に逆符号変換される。ＦＣインタフェースのデータ速度
とＡＴＭ回線の速度とは異っており、そのため時間調整
が必要で、ＦＣフレームは一旦セグメンタ用バッファ１
２にＦＣの速度で書込まれて蓄積される。

【００１５】それと同時にＦＣフレームはセグメンタ用
バッファ１２からＡＴＭの速度で、入力順に読出され、
セグメンタ１３にて、４８バイトのＡＴＭセルに分割さ
れ、各セル毎に５バイトのヘッダが付与されてＡＴＭセ
ルとなる。フレームの終り部分にあたる最後のセルに
は、８バイトのトレーラが付与され、更に必要なバイト
数のパディングが、データとトレーラとの間に挿入され
て５３バイトのセルとなる。上記説明は、ＡＡＬ５（Ａ
ＴＭアダプテーションレイヤ５）と呼ばれるプロトコル
の場合であるが、必ずしもこのプロトコルである必要は
ない。

【００１６】このような変換過程で、セグメンタ１３に
より、セルのヘッダにはＦＣフレームのヘッダに含まれ
ていた宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ＿ＩＤ）
に対応したＶＰＩ（仮想パス識別子）とＶＣＩ（仮想チ
ャネル識別子）とが設定される。ＶＰＩ，ＶＣＩと宛先
アドレス（対向Ｎポートアドレス）とは、あらかじめ対
応が決定されており、装置内部にその対応関係情報が保
持されている。これらのセルはＡＴＭ送信器１４で電気
／光変換された後、ＡＴＭ網３へ送信される。

【００１７】逆に、ＡＴＭ網３から入力するセルはＡＴ
Ｍ受信器１６にて、光／電気変換されてセルの抽出が行
われ、リアセンブラ１７にて、セルのヘッダ、トレイ
ラ、パディングが除去されて、対向のＮポートが送信し
た元のＦＣフレームに復元される。復元されたＦＣフレ
ームは、フイルタ１８でそのヘッダが解読され、確認フ
レームかデータフレームかが識別される。そして、速度
調整のため、一旦、確認フレームはＡＣＫ＿ｎ用バッフ
ァ１９に、データフレームはデータフレーム用バッファ
２０にＡＴＭ網３の速度で蓄積される。

【００１８】そして、通常は、蓄積されたデータフレー
ムは入力した順番にスイッチ２１によって、ＦＣの速度
で読出されファイバチャネル送信器２２へ導かれる。フ
ァイバチャネル送信器２２では、１バイトを１０ビット
符号に変換したうえ、電気／光変換し、ＦＣフレームと
してＮポート２へ送信する。なお、ファイバチャネル送
信器２２とファイバチャネル受信器１１とで、ＦＣレイ
ヤのＦＣ−０（物理層）、ＦＣ−１（符号層）の全て
と、ＦＣ−２（プロトコル層）のうちのフレーム処理部
を実現している。ＦＣフレームには、確認フレームの他
に、データフレーム，命令フレーム及び応答フレームが
あるが、ここでは確認フレーム以外をまとめてデータフ
レームと呼んでいる。その理由は、確認フレームだけを
特別に処理するためである。

【００１９】コントローラ２４では２つのバッファモニ
タ２３，２５の結果を判断し、セグメンタ用バッファ１
２に次のデータフレーム分の蓄積余裕があり、しかもＡ
ＣＫ＿ｎ用バッファ１９に確認フレームが蓄積されてい
れば、スイッチ２１を切替えて、ＡＣＫ＿ｎ用バッファ
１９から確認フレームを読出して送信する。この確認フ
レーム転送条件は３通りある。即ち、その第１の転送条
件としては、セグメンタ用バッファ１２が空になったと
きは直ちに蓄積しておいた確認フレームを転送する。こ
れは、Ｎポート２がエンド＿エンド＿クレジット数のデ
ータフレームを一度に送信せず、小出しにする場合でも
対応できるようにするためである。エンド＿エンド＿ク
レジット数は最大限界を示すもので、一度に送信するデ
ータフレーム数がこの値以下の場合もありうるからであ
る。

【００２０】更に、データフレームを小出しした後、Ｎ
ポート２が確認フレームを待っている可能性がある。こ
の場合、確認フレームを転送しないといつまでたっても
次のデータフレームを送信せず、タイムアウトになる可
能性がある。これを避けるために、バッファ１２が空に
なった時点で確認フレームを転送する。ここで確認フレ
ームの転送と同時に、偶然エンド＿エンド＿クレジット
数の残りのデータフレームを受信し、その後、直ちに連
続して転送された確認フレームに対する次のデータフレ
ームを受信する可能性もある。しかしその場合でもバッ
ファ１２はオーバフローすることはない。

【００２１】以下に、これを数式で示す。まず、最初に
Ｎポート２がエンド＿エンド＿クレジット数ｗより小さ
なクレジット数ｗ’のフレームを送信したとする。変換
装置１は直ちにこれをセル化して対向Ｎポートに対して
送信する。ここでＮポート２が送信を中断し、バッファ
１２が空になった時点で、確認フレームがｎフレーム分
到着していたとする。この時点では、クレジット数ｗ’
のフレームは全て対向Ｎポートに到達していない場合も
ある。従って、 ｎ≦ｗ’（ただし、ｎは受信フレーム数） （１） となる。なぜなら、受信したフレーム数ｎはそれを送信
する全体フレーム数ｗ’より大きいことはあり得ないか
らである。

【００２２】この時点で確認フレームを転送したとし、
ちょうど行き違いに、Ｎポート２からエンド＿エンド＿
クレジット数の残りの（ｗ−ｗ’）個のデータフレーム
が送信してきたとし、更に引続き、転送された確認フレ
ームの分のｎデータフレームを送信したとする。この場
合、変換装置１には、（ｗ−ｗ’＋ｎ）個のデータフレ
ームが連続して入力される。この値は上述した式（１）
より、 ｗ−ｗ’＋ｎ≦ｗ （２） となって、元々のエンド＿エンド＿クレジット数ｗより
小さい。バッファ１２が空のときは、ｗ個のフレームを
入力してもオーバーフローしないため、従ってこれより
小さい数のデータフレームを入力しても当然オーバーフ
ローしない。この説明で分るように、確認フレームは１
フレームである必要はなく、各確認フレームが表してい
る受信したフレーム数の合計がｎとなる複数の確認フレ
ームを転送する。

【００２３】次に第２の転送条件について以下に説明す
る。エンド＿エンド＿クレジット数ｗのデータフレーム
を受信し終った後は、確認フレームを転送しないうち
は、次のデータフレームの受信はあり得ないので、この
場合はセグメンタ用バッファ１２が完全に空になるまで
待つ必要はなく、ｎフレーム分の空きができた時点で、
確認フレームを転送すればよい。逆に言えば、エンド＿
エンド＿クレジット数のデータフレームを受信し終らな
いうちは、セグメンタ用バッファ１２には空きがあって
も、エンド＿エンド＿クレジット数までの残りのデータ
フレームを引続き入力する可能性があるため確認フレー
ムの送信は停止しておく。

【００２４】ここで待ち時間が許容されるならば、バッ
ファ１２が完全に空になるまで待っても差し支えない
が、ｎフレーム分の空きで転送することにより、処理を
早めることができ、従って遅延時間を短縮できる。この
例では、所定数として、データフレームがｗフレーム分
入力した時点のバッファ内フレーム数として説明した。
なお、所定数に達した時とは、ｗフレームの受信が完了
した時点のことである。従って、バッファ１２内の蓄積
データフレーム数の代りに、書込みデータフレーム数を
使用しても同様である。それは、書込みデータフレーム
数と蓄積データフレームとは一定の関係があるからであ
る。この関係は主に、ＦＣ速度とＡＴＭ速度との比率で
決り、書込みデータフレーム数がｗのとき、蓄積データ
フレーム数をＢｍａｘとすると、その比Ｂｍａｘ／ｗ
は、書込みデータフレーム数によらず一定となる。

【００２５】次に第３の転送条件について以下に説明す
る。ここでは設定値をｎフレームとして説明する。セグ
メンタ用バッファ１２のバッファモニタ２３の出力の時
間的変化が減少しつつあるときは、ｎフレームの減少が
生じた時点で確認フレームを転送する。この確認フレー
ムの転送に対してＮポート２から送信される次のｎフレ
ームのデータフレームに対してもバッファ１２ではオー
バフローを起さない。

【００２６】これを以下に数式を用いて説明する。先の
説明と同様に、Ｎポート２がｗ’（ｗ’＜ｗ）フレーム
を送信した後、送信を中断したとする。ここでバッファ
１２のサイズをＢｍａｘとすれば、ｗフレーム受信した
時点で、バッファ１２内に蓄積するデータフレーム数が
Ｂｍａｘとなる。フレーム受信と同時にセル送信を行う
ため、当然、Ｂｍａｘ＜ｗ となる。さて、ｗ’フレー
ムを受信した時点で、バッファ１２には受信フレーム数
に比例して、 Ｂｍａｘ・ｗ’／ｗ （３） だけデータフレームが蓄積されている。

【００２７】これは受信データフレーム数の係数Ｂｍａ
ｘ／ｗ 倍が蓄積されるためである。バッファ１２の空
きは全体サイズから蓄積フレーム数を引いた Ｂｍａｘ−Ｂｍａｘ・ｗ’／ｗ （４） となる。この時点から、データフレームが入力せず、セ
ル送信が継続して行われ、蓄積されていたデータフレー
ムがｎフレーム分減少すると、バッファの空きはｎフレ
ームだけ増加し、 Ｂｍａｘ−Ｂｍａｘ・ｗ’／ｗ ＋ｎ （５） となる。従ってこの時点で確認フレームを転送する。

【００２８】ここで転送と行き違いに、Ｎポート２から
エンド＿エンド＿クレジット数の残りの（ｗ−ｗ’）個
のフレームが送信され、更に引続き、転送された確認フ
レームの分のｎフレームが送信されてきたとする。これ
を変換装置１からみると、（ｗ−ｗ’＋ｎ）フレームが
連続して入力されることになる。このデータフレームの
入力に対し、蓄積データフレーム数の増加分はデータフ
レーム数に一定係数Ｂｍａｘ／ｗを乗じた値の Ｂｍａｘ・（ｗ−ｗ’＋ｎ）／ｗ （６） となる。従って、バッファ１２の空きは、その分だけ減
少し、 （Ｂｍａｘ−Ｂｍａｘ・ｗ’／ｗ ＋ｎ） −Ｂｍａｘ・（ｗ−ｗ’＋ｎ）／ｗ （７） となる。

【００２９】これを計算すれば、空きは、 ｎ・（１−Ｂｍａｘ／ｗ） （８） となる。ここで上述したように、Ｂｍａｘ＜ｗ である
から、上記空きの式の値は正となる。つまり、これだけ
のデータフレームを連続受信しても、バッファ１２には
空きが残っていてオーバーフローしない。確認フレーム
が複数であっても、それら全体で受信したフレーム数の
合計がｎフレームであればそれらの確認フレームを転送
する。

【００３０】このようにすれば、エンド＿エンド＿クレ
ジット数のデータフレームを受信している最中に、Ｎポ
ート２から送信中断が起っても、バッファが完全に空に
なるまで待たなくて済み、遅延時間を低減できる。この
ように、これは、エンド＿エンド＿クレジット数ｗのデ
ータフレームの受信最中でも有効である。

【００３１】次に、図３に示す信号シーケンスに従いセ
グメンタ用バッファ１２のサイズの決定状況を具体的に
説明する。図３は、縦方向に時間を、また横方向に距離
を表した図であり、一例として、エンド＿エンド＿クレ
ジット数ｗが１６、確認フレームＡＣＫ＿ｎの個数ｎが
４の場合を示す。Ｎポート２Ａからエンド＿エンド＿ク
レジット数に等しい数のデータフレームが送信されてく
るが、これを数字１〜１６で示す。図３において、四角
で囲った数字はフレーム番号を表す。

【００３２】まず１番フレーム＃１が変換装置１Ａに入
力されると、一旦セグメンタ用バッファ１２（第１のバ
ッファ）に蓄積される。そして受信データが全て蓄積さ
れると、読み出されてセグメンタ１３によりセル化され
る。図３では、ＦＣインタフェース速度がＡＴＭ速度よ
り高速の場合を示しており、そのため１フレームの時間
長はＦＣリンクより、ＡＴＭ網３の方が長くなり、だい
たいビットレートに反比例する。例えば、一例としてＦ
Ｃインタフェース速度が１．０６２５Ｇｂｐｓであると
き、１フレーム（２１４８バイト（最大））は、ＦＣリ
ンクでは１バイトが１０ビットのため、約２０μＳの時
間長となる。また、ＡＴＭ網の速度を例えば６２２．０
８Ｍｂｐｓとすると、１フレームが４５セルにまたがっ
てセグメント化されるため、信号長は約３０μｓとな
り、１．５倍長くなる。

【００３３】そのため、セル化待ちのフレームがバッフ
ァ１２に蓄積されていく。対向の変換装置１Ｂでは、１
番フレーム＃１のセルを受信するとリアセンブリを開始
し、時間長が約２０μＳの元のＦＣフレームに復元しリ
モートＮポート２Ｂへ転送する。そして、Ｎポート２Ａ
から１６フレーム目（＃１６）が入力し終った時点（時
点）では、変換装置１Ａではデータフレームの１０番
目（＃１０）がセル化途中であり、１番から９番までの
データフレーム＃１〜＃９は既にＡＴＭ網３へ送信され
バッファ１２に残っていない。そのため、バッファ１２
内のフレーム数は７（１６−９）であり、これが最大バ
ッファサイズＢｍａｘに等しい。つまり、本装置のバッ
ファサイズは最大７である。

【００３４】一方、リモートＮポート２Ｂには、この時
点で既に約８フレーム（データフレーム＃１〜＃８）が
到着完了している。対向のＦＣ／ＡＴＭ変換装置１Ｂで
は、ＡＴＭ網３の速度より高速なＦＣの速度でＦＣフレ
ームを復元して、リモートＮポート２Ｂへ転送してい
る。リモートＮポート２Ｂは、データフレームを４フレ
ーム受信するごとに確認フレームＡＣＫ＿４を返送する
ので、データフレーム＃１〜＃４に対する１番目の確認
フレーム（＃１ＡＣＫ＿４）はエンド＿エンド＿クレジ
ット数の受信途中に到着している（時点）。これは前
述した３つの転送条件のどれにも当てはまらないため、
Ｎポート２Ａへの確認フレームの転送は停止される。

【００３５】即ち、この場合バッファ１２が空でなく、
またｗ個のフレームを未だ受信し終っておらず、バッフ
ァ１２への蓄積フレーム数が増加しつつあるためであ
る。最初の確認フレーム（＃１ＡＣＫ＿４）の転送が行
われるのは、１３番目のデータフレーム＃１３をセル化
し終えてからである（時点）。なぜなら、バッファ１
２に残っているフレーム数が３（１６−１３）であり、
バッファの余裕が４（７−３）となって、ｎの値と等し
くなるからである。これは前記転送可能条件を満してい
る。そのため、データフレーム＃１３をセル化し終えて
から最初の確認フレーム＃１ＡＣＫ＿４をＮポート２Ａ
に転送することができる。

【００３６】最初の確認フレーム＃１ＡＣＫ＿４をＮポ
ート２Ａに転送すると、直ちに、値ｎ（＝４）に対応し
て、次の４つのデータフレーム＃１７〜＃２０がＮポー
ト２Ａから送信されてくる。フレーム＃２０を受信した
時点では、セル化が更に進んでおりバッファ１２内には
１番目から１５番目までのデータフレームは残っておら
ず、５（２０−１５）フレーム分が残っている。つま
り、１６番から２０番までの５フレームがバッファ内に
ある。これは、Ｂｍａｘ＝７より小さいのでオーバフロ
ーせずに蓄積可能となる。以下同様に進展し、データフ
レーム数は増加と減少を繰返すが、周期的であり、その
後は最大でも５フレーム分が蓄積されるだけであって、
最大サイズＢｍａｘ（＝７）を越えることはない。即
ち、必要なバッファサイズは７である。

【００３７】次に比較のため、従来例を図４，図５に示
す。図４，図５は確認フレームの転送制御を行わない場
合の信号シーケンスである。エンド＿エンド＿クレジッ
ト数ｗと確認フレームのｎは図３に示す本発明の場合と
同様である。ここで図３と異なる部分を説明すると、従
来例ではデータフレーム＃１〜＃４に対する最初の確認
フレーム＃１ＡＣＫ＿４をそのままＮポートへ転送する
（時点）ため、ｗフレーム受信した後に、確認フレー
ム＃１ＡＣＫ＿４に対するデータフレーム＃１７〜＃２
０が入力されることである（時点）。そしてこれらの
フレームを受信している間に、データフレーム＃５〜＃
８に対する２番目の確認フレーム（＃２ＡＣＫ＿４）が
転送される（時点）。このため、データフレーム＃２
０の次に、２番目の確認フレーム＃２ＡＣＫ＿４に対す
るデータフレーム＃２１〜＃２４が連続して入力され
る。

【００３８】同様に、３番目の確認フレーム＃３ＡＣＫ
＿４に対するデータフレーム＃２５〜＃２８までの合計
２８フレームが連続して入力される。ここで、バッファ
１２内のデータフレーム数が最大となるのは、４番目の
確認フレーム＃４ＡＣＫ＿４に対するデータフレーム＃
２９〜＃３２を入力した直後（時点）である。このと
き既に２０番目のデータフレーム＃２０は送信されてお
り、従ってバッファ１２内に残っているデータフレーム
数は１２（３２−２０）となる。以後、バッファ１２内
に残っているデータフレーム数は図５に示すように、４
フレームごとに周期的に増減を繰返し、それらの最大は
１２フレーム分である。従って、図４，図５に示す従来
例の場合は、バッファ１２の必要な最大サイズＢｍａｘ
は１２となる。

【００３９】ここで本発明によるバッファサイズＢｍａ
ｘ（＝７）と従来例のバッファサイズとを比較してみる
と、従来例のバッファサイズは本発明に比べて１．７倍
大きいことが分かる。ＡＴＭ網３をみれば明らかなよう
に、本発明の場合でも従来例の場合でもＡＴＭセルの伝
送は同一であり、対向のＮポートからは識別することは
できない。即ち、スループットは同じで劣化は起りえな
い。また、バッファサイズＢｍａｘの数値は説明しやす
いように小さな値としたが、数百、数千であっても同様
なことは信号シーケンスから容易に説明できる。また、
削減比率がバッファサイズＢｍａｘの絶対値に無関係な
ので、バッファサイズＢｍａｘの値が大きいほど削減で
きるバッファサイズの絶対値は大きくなる。

【００４０】次に、データフレームを受信して蓄積する
バッファ１２のサイズの決定状況について図６を参照し
て説明する。図６は２つのＮポート２Ａ，２Ｂ間の距離
と、この距離に対する必要なバッファサイズＢｍａｘと
の関係を示すグラフである。同図において、実線部分が
従来例を、点線部分が本発明の一例を示している。図中
のｗ１、ｗ２はそれぞれエンド＿エンド＿クレジット数
を示し、ｗ１＜ｗ２である。エンド＿エンド＿クレジッ
ト数が大きければ一度に受信するデータフレーム数が増
加するため、当然必要なバッファサイズも大きくなる。

【００４１】また、図６に示すｎ１，ｎ２は確認フレー
ムＡＣＫ＿ｎのｎの値を示し、ｎ１＜ｎ２の関係があ
る。確認フレームＡＣＫ＿ｎのｎが小さいほど、早めに
確認フレームＡＣＫ＿ｎが作成されて到達するため、上
述したように連続データフレーム数が増加し、それに見
合ってバッファサイズを大きくする必要がある。また、
距離が０ｋｍのとき必要なバッファサイズは確認フレー
ムＡＣＫ＿ｎのｎが小さいならば、ほぼエンド＿エンド
＿クレジット数に等しい。

【００４２】即ち例えば、エンド＿エンド＿クレジット
数がｗ１のときはバッファサイズＢｍａｘもほぼｗ１だ
け必要になり、エンド＿エンド＿クレジット数がｗ２の
ときはバッファサイズＢｍａｘもほぼｗ２だけ必要にな
る。距離がある値のとき、エンド＿エンド＿クレジット
数のデータフレームを送信し終えたときに、ちょうど最
初の確認フレームＡＣＫ＿ｎが到達することが起る。こ
のとき、全データフレームを送信し終えているので、バ
ッファ１２が空となっている。この状況が図６のグラフ
では水平の直線が傾く領域である。この長さ以上の距離
に対しては、バッファが空になってから、ある時間が経
過して最初の確認フレームが到着する状況となる。

【００４３】従って、必要なバッファサイズは上記領域
での値と同様で、ただ確認フレームの待ち時間が増加す
るだけとなる。そのためその領域ではグラフは水平とな
る。この領域で必要なバッファサイズの値は，エンド＿
エンド＿クレジット数がｗ１のときＢ１、エンド＿エン
ド＿クレジット数がｗ２のときＢ２であり、いずれもエ
ンド＿エンド＿クレジット数より小さい。その理由は、
ＦＣフレームが入力されると同時にセル化し始め、エン
ド＿エンド＿クレジット数が入力し終った時点では既に
先に入力していたＦＣフレームのうちセル化が終了した
ものは送信されてバッファ１２内には残っていないため
である。この時点で、まだセル化されていないデータフ
レームがバッファに残っているのみで、この数が図６中
のＢ１，Ｂ２である。従ってこれらの値はエンド＿エン
ド＿クレジット数より小さい。また、これらＢ１，Ｂ２
の値はＦＣインタフェース速度とＡＴＭ速度との比率関
係で決定される。

【００４４】それを以下に説明する。なお、ここでは説
明を簡単にするためにＡＴＭ網の速度がＦＣインタフェ
ースの速度の１／２とすると、エンド＿エンド＿クレジ
ット数のデータフレームが入力し終えた時点では、およ
そ、前半の半分のデータフレームが送信し終え、後半の
半分のデータフレームが残っていることになる。従っ
て、グラフの水平部分の領域では、ほぼエンド＿エンド
＿クレジット数の１／２のバッファサイズが必要とな
る。この例では１／２という比率であるが、実際の比率
は上述したようにＦＣインタフェースの速度とＡＴＭ速
度との比率で決定される。

【００４５】本発明では図６に示すように、エンド＿エ
ンド＿クレジット数がｗ１の場合、必要なバッファサイ
ズＢｍａｘはグラフが水平な部分の値Ｂ１であり、同様
にエンド＿エンド＿クレジット数がｗ２の場合、バッフ
ァサイズＢｍａｘはＢ２であって、これらの値は従来例
での長距離時に必要な最小のバッファサイズにそれぞれ
等しい。なお、本発明では必要なバッファサイズは距離
にかかわりなく同一の値でよい。

【００４６】次に、図２に本発明の他の実施の形態を示
す。図２は本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。この実施の形態では、リアセンブラ用バッファ３４
に、確認フレームとデータフレームをともに蓄積する。
リアセンブラ１７が出力するＦＣフレームの中からＡＣ
Ｋ＿ｎ検出器（確認フレーム検出器）３１で確認フレー
ムを検出する。検出したら、リアセンブラ用バッファ３
４に書込むと同時にＡＣＫ＿ｎアドレスホルダ３２にそ
のアドレスを記録する。このアドレスホルダ３２は例え
ばコントローラ２４用の図示しないメモリ上にテーブル
として作成される。リアセンブラ用バッファ３４の書込
みアドレスと読出しアドレスをアドレスコントローラ３
３で制御する。

【００４７】コントローラ２４は、セグメンタ用バッフ
ァモニタ２３から空き情報を受けた結果に基づき、確認
フレーム転送条件が成立していると判断すると、このア
ドレスホルダ３２を参照し、アドレスコントローラ３３
の読出しアドレスを蓄積している確認フレームＡＣＫ＿
ｎのアドレスに一致させることにより、その確認フレー
ムＡＣＫ＿ｎを読出す。なお、転送条件が成立しない場
合は、確認フレームＡＣＫ＿ｎの読み出しを禁じ、デー
タフレームを読出す。このように構成することにより、
リアセンブラ用バッファ３４を共用することが可能とな
る。

【００４８】このように、データフレーム用バッファ１
２の蓄積状況をモニタして、次のデータフレームを蓄積
する余裕があるかどうかを前記条件をもとに判断し、余
裕があれば一旦蓄積しておいた確認フレームをＮポート
へ転送してＮポートから次のデータフレームを受信し、
逆に、余裕がない場合は確認フレームを転送せずに保留
しておくことにより、エンド＿エンド＿クレジット数以
上のデータフレームが連続して入力されることを防止で
きる。従って、Ｎポート２Ａ，２Ｂ間の距離によらず
に、バッファ１２を最小のサイズで構成でき、またデー
タ伝送の際に高スループットを維持できる。

【００４９】即ち、第１の効果としては、バッファ１２
のサイズが最小で済み、Ｎポート２Ａ，２Ｂ間の距離が
近距離時にもバッファ１２のオーバフローが発生しない
ことである。その理由は、バッファが空くまで確認フレ
ームの転送を停止し、データフレームの連続受信がエン
ド＿エンド＿クレジット数以上続くことを防止するため
である。また、第２の効果としては、スループットが劣
化しないことである。その理由は、バッファ１２に余裕
ができ次第、直ちに確認フレームを転送することによ
り、データフレームを切目無くＡＴＭ網３へ送信するか
らである。

【００５０】また、第３の効果としては、Ｎポート２
Ａ，２Ｂ間の距離が長距離時にバッファ１２に未使用の
無駄領域が生じないことである。その理由は、長距離時
に合わせてバッファサイズを決めるためである。また、
第４の効果としては、設計時にはＮポート２Ａ，２Ｂ間
の距離に無関係に、最小サイズのバッファを実装すれば
よく、従って距離に応じてバッファの実装数量を変える
必要がないことである。第５の効果としては、エンド＿
エンド＿クレジット数が大きいほどバッファ１２のサイ
ズ削減が可能な絶対値を大きくできることである。その
理由は、削減比率がエンド＿エンド＿クレジット数によ
らず、ＦＣインタフェース速度とＡＴＭ網速度との比率
で決るため、エンド＿エンド＿クレジット数の絶対値が
大きいほど削減できるバッファ１２のサイズの絶対値も
大きくなるためである。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｎ
ポートとＡＴＭ網との間に配設され、ＮポートからのＦ
Ｃフレームを受信するとこのＦＣフレームを第１のバッ
ファに蓄積すると共に蓄積した第１のバッファのＦＣフ
レームをＡＴＭ網の速度で読み出しセグメント化してＡ
ＴＭ網へ送信するＦＣ／ＡＴＭ変換部と、ＡＴＭ網を介
し対向ＮポートからＡＴＭセルを受信するとＦＣフレー
ムにリアセンブリして第２のバッファに蓄積し、蓄積し
た第２のバッファのフレームをＦＣインタフェースの速
度で読み出してＮポートへ送信するＡＴＭ／ＦＣ変換部
とを備えた変換装置に、第１のバッファ内のＦＣフレー
ムの蓄積量を検出するデータ蓄積量検出手段を設け、デ
ータ蓄積量検出手段により検出された第１のバッファ内
のＦＣフレームの蓄積量が所定値を越えた後に予め定め
た設定値以下を示し、かつ第２のバッファ内に蓄積され
るＦＣフレームの中から確認フレームが検出される場合
はこの確認フレームをＮポートへ送信するようにしたの
で、エンド＿エンド＿クレジット数分のデータフレーム
が一度にＮポートから送信されることによって第１のバ
ッファのデータ蓄積量が所定値を越えた後では、第１の
バッファにデータ蓄積の余裕ができ次第、直ちに確認フ
レームを転送するため、データフレームを切目無くＡＴ
Ｍ網へ送信でき、この結果、データ伝送のスループット
を向上させることができる。

【００５２】また、第１のバッファ内のＦＣフレームの
蓄積量が零で、かつ第２のバッファ内に蓄積されるＦＣ
フレームの中から確認フレームが検出される場合はこの
確認フレームをＮポートへ送信するようにしたので、Ｎ
ポートからデータフレームが小出しで送信されて第１の
バッファに蓄積される場合でも、蓄積されたデータフレ
ームが読み出されて第１のバッファが空くと直ちに確認
フレームをＮポートへ送信するため、送信待機中のＮポ
ート側ではタイムアウトになる前に次のデータフレーム
を送信でき、タイムアウトに基づく送信データの紛失を
防止できる。また、第１のバッファが空くまでＮポート
への確認フレームの転送が停止されることから、Ｎポー
トからの所定数以上のデータフレームが第１のバッファ
に蓄積されることを防止でき、従って、第１のバッファ
のサイズを最小のサイズに抑えることができ、かつＮポ
ート間の距離が近距離時でも第１のバッファのオーバフ
ローを防止できる。

【００５３】また、データ蓄積量検出手段の出力がＦＣ
フレームの蓄積減少傾向を示し、かつ第１のバッファ内
に確認フレームの送信に対してＮポートから送信される
データフレーム数分の空きが生じたときには確認フレー
ムを転送するため、データ伝送の際のスループットを向
上できると共に、第１のバッファのオーバフローを防止
できる。また、第２のバッファを、ＦＣフレーム中の確
認フレームを蓄積する第３のバッファとＦＣフレーム中
のデータフレームを蓄積する第４のバッファとにより構
成するようにしたので、確認フレームの有無を容易に検
知できる。また、第２のバッファ内に蓄積されている確
認フレームのアドレスを記憶する記憶手段を設け、記憶
手段のアドレスに従って第２のバッファ内の確認フレー
ムを読み出し転送するため、確認フレームの読み出しが
容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＦＣ／ＡＴＭ変換装置のブロック図
である。

【図２】 上記装置の他の実施の形態を示すブロック図
である。

【図３】 上記装置の動作を示すシーケンス図である。

【図４】 従来装置の動作を示すシーケンス図である。

【図５】 従来装置の動作を示すシーケンス図である。

【図６】 受信したデータフレームを蓄積するに必要な
バッファサイズを示すグラフである。

【図７】 本発明において用いられるＮポートの説明図
である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ…ＦＣ／ＡＴＭ変換装置、２，２Ａ，２
Ｂ…Ｎポート、３…ＡＴＭ網、１０…ＦＣ／ＡＴＭ変換
部、１１…ファイバチャネル受信器、１２…セグメンタ
用バッファ、１３…セグメンタ、１４…ＡＴＭ送信器、
１５…ＡＴＭ／ＦＣ変換部、１６…ＡＴＭ受信器、１７
…リアセンブラ、１８…フィルタ、１９…ＡＣＫ＿ｎ用
バッファ、２０…データ用バッファ、２１…スイッチ、
２２…ファイバチャネル送信器、２３，２５…バッファ
モニタ、２４…コントローラ、３１…ＡＣＫ＿ｎ検出
器、３２…ＡＣＫ＿ｎアドレスホルダ、３３…アドレス
コントローラ、３４…リアセンブラ用バッファ。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 12/66 H04L 29/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファイバチャネルインタフェースである
   ＦＣインタフェースを有するＮポートと非同期転送モー
   ド網であるＡＴＭ網との間に配設され、前記Ｎポートか
   らのＦＣフレームを受信するとこのＦＣフレームを第１
   のバッファに蓄積すると共に、蓄積した第１のバッファ
   のＦＣフレームをＡＴＭ網の速度で読み出しセグメント
   化してＡＴＭ網へ送信するＦＣ／ＡＴＭ変換部と、ＡＴ
   Ｍ網を介しＡＴＭセルを受信するとＦＣフレームにリア
   センブリして第２のバッファに蓄積し、蓄積した第２の
   バッファのフレームをＦＣインタフェースの速度で読み
   出して前記Ｎポートへ送信するＡＴＭ／ＦＣ変換部とを
   備えたＦＣ／ＡＴＭ変換装置であって、 第１のバッファ内のＦＣフレームの蓄積量を検出するデ
   ータ蓄積量検出手段を備え、前記データ蓄積量検出手段
   により検出された第１のバッファ内のＦＣフレームの蓄
   積量が所定値を越えた後に予め定めた設定値以下を示
   し、かつ第２のバッファ内に蓄積されるＦＣフレームの
   中から、前記送信ＦＣフレームに対するＡＴＭ網側から
   の確認フレームが検出される場合は、予め設定されかつ
   前記蓄積により第１のバッファがオーバーフローしない
   数のＦＣフレームの送信を指示する前記確認フレームを
   前記Ｎポートへ送信することを特徴とするＦＣ／ＡＴＭ
   変換装置における確認フレーム転送制御方式。
2. 【請求項２】 ファイバチャネルインタフェースである
   ＦＣインタフェースを有するＮポートと非同期転送モー
   ド網であるＡＴＭ網との間に配設され、前記Ｎポートか
   らのＦＣフレームを受信するとこのＦＣフレームを第１
   のバッファに蓄積すると共に、蓄積した第１のバッファ
   のＦＣフレームをＡＴＭ網の速度で読み出しセグメント
   化してＡＴＭ網へ送信するＦＣ／ＡＴＭ変換部と、ＡＴ
   Ｍ網を介しＡＴＭセルを受信するとＦＣフレームにリア
   センブリして第２のバッファに蓄積し、蓄積した第２の
   バッファのフレームをＦＣインタフェースの速度で読み
   出して前記Ｎポートへ送信するＡＴＭ／ＦＣ変換部とを
   備えたＦＣ／ＡＴＭ変換装置であって、 第１のバッファ内のＦＣフレームの蓄積量を検出するデ
   ータ蓄積量検出手段を備え、前記データ蓄積量検出手段
   により検出された第１のバッファ内のＦＣフレームの蓄
   積量が零で、かつ第２のバッファ内に蓄積されるＦＣフ
   レームの中から、前記送信ＦＣフレームに対するＡＴＭ
   網側からの確認フレームが検出される場合は、予め設定
   されかつ前記蓄積により第１のバッファがオーバーフロ
   ーしない数のＦＣフレームの送信を指示する前記確認フ
   レームを前記Ｎポートへ送信することを特徴とするＦＣ
   ／ＡＴＭ変換装置における確認フレーム転送制御方式。
3. 【請求項３】 ファイバチャネルインタフェースである
   ＦＣインタフェースを有するＮポートと非同期転送モー
   ド網であるＡＴＭ網との間に配設され、前記Ｎポートか
   らのＦＣフレームを受信するとこのＦＣフレームを第１
   のバッファに蓄積すると共に、蓄積した第１のバッファ
   のＦＣフレームをＡＴＭ網の速度で読み出しセグメント
   化してＡＴＭ網へ送信するＦＣ／ＡＴＭ変換部と、ＡＴ
   Ｍ網を介しＡＴＭセルを受信するとＦＣフレームにリア
   センブリして第２のバッファに蓄積し、蓄積した第２の
   バッファのフレームをＦＣインタフェースの速度で読み
   出して前記Ｎポートへ送信するＡＴＭ／ＦＣ変換部とを
   備えたＦＣ／ＡＴＭ変換装置であって、 第１のバッファ内のＦＣフレームの蓄積量を検出するデ
   ータ蓄積量検出手段を備え、前記データ蓄積量検出手段
   の出力がＦＣフレームの蓄積減少傾向を示し、かつ第１
   のバッファ内に確認フレームの送信に対して前記Ｎポー
   トから送信されるデータフレーム数分の空きが生じたと
   きには確認フレームを前記Ｎポートへ送信することを特
   徴とするＦＣ／ＡＴＭ変換装置における確認フレーム転
   送制御方式。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れかの請求
   項において、 第２のバッファを、ＦＣフレーム中の確認フレームを蓄
   積する第３のバッファとＦＣフレーム中のデータフレー
   ムを蓄積する第４のバッファとにより構成することを特
   徴とするＦＣ／ＡＴＭ変換装置における確認フレーム転
   送制御方式。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項３の何れかの請求
   項において、 第２のバッファ内に蓄積されている確認フレームのアド
   レスを記憶する記憶手段を備え、記憶手段のアドレスに
   従って第２のバッファ内の確認フレームを読み出しＮポ
   ートへ送信することを特徴とするＦＣ／ＡＴＭ変換装置
   における確認フレーム転送制御方式。