JP2978844B2 - バックプレッシャ型ａｔｍスイッチ - Google Patents
バックプレッシャ型ａｔｍスイッチInfo
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- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バックプレッシャ
型ＡＴＭスイッチに関し、特に、レート制御によりスル
ープット公平性を保証するバックプレッシャ型ＡＴＭス
イッチに関する。
型ＡＴＭスイッチに関し、特に、レート制御によりスル
ープット公平性を保証するバックプレッシャ型ＡＴＭス
イッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のバックプレッシャ型ＡＴ
Ｍスイッチは、例えば、特開平７−２９７８４０号公報
に記載された出力バッファ型ＡＴＭスイッチにおける優
先制御方式、および特開平８−２２３１７３号公報に記
載されたバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチのように、
入力バッファより後段のスイッチ内部の輻輳発生箇所で
バックプレッシャを生成させ、入力バッファから輻輳発
生箇所方向のセル送出を停止するものである。
Ｍスイッチは、例えば、特開平７−２９７８４０号公報
に記載された出力バッファ型ＡＴＭスイッチにおける優
先制御方式、および特開平８−２２３１７３号公報に記
載されたバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチのように、
入力バッファより後段のスイッチ内部の輻輳発生箇所で
バックプレッシャを生成させ、入力バッファから輻輳発
生箇所方向のセル送出を停止するものである。
【０００３】図７に、従来の入出力バッファ型ＡＴＭス
イッチにおけるバックプレッシャ制御方式の適用例を示
す。入力バッファは、ＱｏＳクラスおよび出力ポートに
対応してｓ×ｎ個のキューで構成する。出力バッファ
は、ＱｏＳクラスに対応してｓ個のキューで構成する。
ｎ個の出力バッファからそれぞれｓ個のバックプレッシ
ャが全ての入力バッファに分配され、各入力バッファの
該当するキューが制御される。このバックプレッシャ制
御によって瞬時的な過大なトラヒックに対してＡＴＭス
イッチは高い耐力を得ることができる。
イッチにおけるバックプレッシャ制御方式の適用例を示
す。入力バッファは、ＱｏＳクラスおよび出力ポートに
対応してｓ×ｎ個のキューで構成する。出力バッファ
は、ＱｏＳクラスに対応してｓ個のキューで構成する。
ｎ個の出力バッファからそれぞれｓ個のバックプレッシ
ャが全ての入力バッファに分配され、各入力バッファの
該当するキューが制御される。このバックプレッシャ制
御によって瞬時的な過大なトラヒックに対してＡＴＭス
イッチは高い耐力を得ることができる。
【０００４】ところが、このバックプレッシャ制御のみ
では入力ポート間にスループットの不公平が発生する。
たとえば、任意のＱｏＳクラスおよび出力ポート行きの
キューに対して、ある入力ポートでは１本のコネクショ
ンが設定され、別の入力ポートでは１０本のコネクショ
ンが設定されていたとすると、各入力ポートに設定され
たコネクションに与えられるスループットは１０対１と
なり、入力ポート間で不公平な帯域を与えることにな
る。
では入力ポート間にスループットの不公平が発生する。
たとえば、任意のＱｏＳクラスおよび出力ポート行きの
キューに対して、ある入力ポートでは１本のコネクショ
ンが設定され、別の入力ポートでは１０本のコネクショ
ンが設定されていたとすると、各入力ポートに設定され
たコネクションに与えられるスループットは１０対１と
なり、入力ポート間で不公平な帯域を与えることにな
る。
【０００５】この不公平な帯域の生成を回避するため手
法として、ＳＳＥ９６−５５の「大規模マルチＱｏＳス
イッチアーキテクチャの提案」、およびＳＳＥ９６−１
３１の「出力バッファ型ＡＴＭスイッチにおける優先制
御方式」に示されるようなレート制御が提案された。こ
れらのレート制御方式は、ＣＢＲやＶＢＲなどの帯域保
証クラスに対しては開ループレート制御方式を採用し、
ＡＢＲやＵＢＲなどの帯域非保証クラスに対しては閉ル
ープレート制御を採用するものである。
法として、ＳＳＥ９６−５５の「大規模マルチＱｏＳス
イッチアーキテクチャの提案」、およびＳＳＥ９６−１
３１の「出力バッファ型ＡＴＭスイッチにおける優先制
御方式」に示されるようなレート制御が提案された。こ
れらのレート制御方式は、ＣＢＲやＶＢＲなどの帯域保
証クラスに対しては開ループレート制御方式を採用し、
ＡＢＲやＵＢＲなどの帯域非保証クラスに対しては閉ル
ープレート制御を採用するものである。
【０００６】図８に、入出力バッファ型ＡＴＭスイッチ
における帯域非保証クラスの閉ループレート制御方式の
適用例を示す。閉ループレート制御方式を適用するため
に入力バッファの各キューの後段にはレートシェーパが
配備される。レートシェーパには、バックプレッシャ中
でもキューからセルの読み出しができるようにバーチャ
ルキューが内蔵されている。閉ループレート制御方式
は、ＱｏＳクラスおよび出力ポート行きのキューごと
に、全ての入力バッファのバーチャルキュー長と、該当
の出力バッファの蓄積セル数の合計（グローバルキュー
長）と、各時点の蓄積中のセルのＶＣ数（アクティブＶ
Ｃ数）からＶＣあたりの可変単位速度を算出することに
より、キューからの読み出し速度として、最低保証速度
＋可変単位速度×アクティブＶＣ数をレートシェーパに
与えるものである。
における帯域非保証クラスの閉ループレート制御方式の
適用例を示す。閉ループレート制御方式を適用するため
に入力バッファの各キューの後段にはレートシェーパが
配備される。レートシェーパには、バックプレッシャ中
でもキューからセルの読み出しができるようにバーチャ
ルキューが内蔵されている。閉ループレート制御方式
は、ＱｏＳクラスおよび出力ポート行きのキューごと
に、全ての入力バッファのバーチャルキュー長と、該当
の出力バッファの蓄積セル数の合計（グローバルキュー
長）と、各時点の蓄積中のセルのＶＣ数（アクティブＶ
Ｃ数）からＶＣあたりの可変単位速度を算出することに
より、キューからの読み出し速度として、最低保証速度
＋可変単位速度×アクティブＶＣ数をレートシェーパに
与えるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
開ループレート制御では、固定速度のレートシェーパと
帯域保証されたクラス間での固定優先読み出し制御が必
要とされる。逆に、閉ループレート制御では、可変速度
のレートシェーバと帯域非保証のクラスとの間での回転
優先読み出し制御が必要とされる。ここで、キューへの
任意なＱｏＳ割付を実現するために、レート制御および
優先制御について混在を行うとハードウェア量が大きく
なる。従って、開ループレート制御および閉ループレー
ト制御の併用は、ＱｏＳクラスの帯域保証に関する割付
を固定的にしてしまうという問題があった。
開ループレート制御では、固定速度のレートシェーパと
帯域保証されたクラス間での固定優先読み出し制御が必
要とされる。逆に、閉ループレート制御では、可変速度
のレートシェーバと帯域非保証のクラスとの間での回転
優先読み出し制御が必要とされる。ここで、キューへの
任意なＱｏＳ割付を実現するために、レート制御および
優先制御について混在を行うとハードウェア量が大きく
なる。従って、開ループレート制御および閉ループレー
ト制御の併用は、ＱｏＳクラスの帯域保証に関する割付
を固定的にしてしまうという問題があった。
【０００８】また、帯域保証されたクラスにおいては、
固定量のバッファがあればよく、帯域非保証のクラスに
おいては最低保証速度を守るために最低必要なバッファ
を確保すればよい。ここで、共有メモリによる入力バッ
ファでレート制御を実現するためには、ＱｏＳクラス毎
にバッファを確保しないと効率的にバッファを使用でき
ず、設定できるコネクション数が減るだけでなくセル廃
棄率が高くなる。従って、共有メモリ型入力バッファを
使用する場合に、ＱｏＳクラス毎に確保するべきバッフ
ァ容量が設定できないという問題があった。
固定量のバッファがあればよく、帯域非保証のクラスに
おいては最低保証速度を守るために最低必要なバッファ
を確保すればよい。ここで、共有メモリによる入力バッ
ファでレート制御を実現するためには、ＱｏＳクラス毎
にバッファを確保しないと効率的にバッファを使用でき
ず、設定できるコネクション数が減るだけでなくセル廃
棄率が高くなる。従って、共有メモリ型入力バッファを
使用する場合に、ＱｏＳクラス毎に確保するべきバッフ
ァ容量が設定できないという問題があった。
【０００９】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
すべく、ハードウェア量を保持したまま、多様なＱｏＳ
を任意のキューに対して設定できるＡＴＭスイッチを提
供することにある。
すべく、ハードウェア量を保持したまま、多様なＱｏＳ
を任意のキューに対して設定できるＡＴＭスイッチを提
供することにある。
【００１０】また、本発明の他の目的は、伝送効率向上
を図り、共有メモリを効率的に使用して、設定できるコ
ネクション数を増加させるとともにセル廃棄率を抑制す
ることにある。
を図り、共有メモリを効率的に使用して、設定できるコ
ネクション数を増加させるとともにセル廃棄率を抑制す
ることにある。
【００１１】
【発明が解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチは、入
力セルを取り込み、入力セルを分配する複数のＱｏＳク
ラスを持つ入力バッファ部と、入力バッファ部に接続さ
れ複数の入出力ポートを持つスイッチと、スイッチに接
続され複数のＱｏＳクラスを持つ出力バッファ部と、複
数のＱｏＳクラスからの読み出しレートを決定するため
のレート演算装置とを備えたバックプレッシャ型ＡＴＭ
スイッチにおいて、入力バッファ部の各々のＱｏＳクラ
スに対して複数のＱｏＳクラスキューを備え、複数のＱ
ｏＳクラスキューに対してＱｏＳごとに確保するべきバ
ッファ量が設定できる閉ループレート制御を行い、帯域
保証されたＱｏＳクラスに対してもループレート制御を
適用するために、入力バッファの複数のＱｏＳクラスと
出力バッファの複数のＱｏＳクラスとの対応付けを行
い、出力バッファ部の複数のＱｏＳクラスから１つのＱ
ｏＳクラスを選択するバックプレッシャ選択回路を、入
力バッファ部の複数のＱｏＳクラスの数だけ備えたこと
を特徴とする。
に、本発明のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチは、入
力セルを取り込み、入力セルを分配する複数のＱｏＳク
ラスを持つ入力バッファ部と、入力バッファ部に接続さ
れ複数の入出力ポートを持つスイッチと、スイッチに接
続され複数のＱｏＳクラスを持つ出力バッファ部と、複
数のＱｏＳクラスからの読み出しレートを決定するため
のレート演算装置とを備えたバックプレッシャ型ＡＴＭ
スイッチにおいて、入力バッファ部の各々のＱｏＳクラ
スに対して複数のＱｏＳクラスキューを備え、複数のＱ
ｏＳクラスキューに対してＱｏＳごとに確保するべきバ
ッファ量が設定できる閉ループレート制御を行い、帯域
保証されたＱｏＳクラスに対してもループレート制御を
適用するために、入力バッファの複数のＱｏＳクラスと
出力バッファの複数のＱｏＳクラスとの対応付けを行
い、出力バッファ部の複数のＱｏＳクラスから１つのＱ
ｏＳクラスを選択するバックプレッシャ選択回路を、入
力バッファ部の複数のＱｏＳクラスの数だけ備えたこと
を特徴とする。
【００１２】また、バックプレッシャ選択回路が、入力
バッファの各ＱｏＳクラスキューに反映させるバックプ
レッシャを選択できるようにし、複数のＱｏＳクラスの
変更，追加，削除を容易にするのが好ましい。
バッファの各ＱｏＳクラスキューに反映させるバックプ
レッシャを選択できるようにし、複数のＱｏＳクラスの
変更，追加，削除を容易にするのが好ましい。
【００１３】さらに、複数のＱｏＳクラスキューの各キ
ューと、レート演算装置との間で、バーチャルキュー長
やアクティブＶＣ数のキュー情報、および可変単位速度
の送受を行うのが好ましい。
ューと、レート演算装置との間で、バーチャルキュー長
やアクティブＶＣ数のキュー情報、および可変単位速度
の送受を行うのが好ましい。
【００１４】またさらに、複数のＱｏＳクラスキュー
が、廃棄されるときの廃棄しきい値を持つのが好まし
い。
が、廃棄されるときの廃棄しきい値を持つのが好まし
い。
【００１５】また、入力バッファ部が、入力セルに付与
された情報から出力ポートおよび複数のＱｏＳクラスを
検出する書き込み制御部と、複数のＱｏＳクラスを選択
して読み出す読み出し制御部と、複数のキューに付随す
る複数のレートシェーバとを有するのが好ましい。
された情報から出力ポートおよび複数のＱｏＳクラスを
検出する書き込み制御部と、複数のＱｏＳクラスを選択
して読み出す読み出し制御部と、複数のキューに付随す
る複数のレートシェーバとを有するのが好ましい。
【００１６】さらに、書き込み制御部が、入力セルを分
配する入力セル分配部と、入力セルを廃棄する廃棄部を
有するのが好ましい。
配する入力セル分配部と、入力セルを廃棄する廃棄部を
有するのが好ましい。
【００１７】またさらに、読み出し制御部が、出力セル
を選択する出力セル選択部と、回転または固定の優先を
行う優先制御部とを有するのが好ましい。
を選択する出力セル選択部と、回転または固定の優先を
行う優先制御部とを有するのが好ましい。
【００１８】また、バックプレッシャ選択回路が、バッ
クプレッシャ選択回路により選択されたバックプレッシ
ャを格納する複数のレジスタとを持つのが好ましい。
クプレッシャ選択回路により選択されたバックプレッシ
ャを格納する複数のレジスタとを持つのが好ましい。
【００１９】さらに、出力バッファ部が、入力セルを書
き込む書き込み制御部と、入力セルを分配する複数のキ
ューと、複数のキューから読み出す読み出し制御部とを
有するのが好ましい。
き込む書き込み制御部と、入力セルを分配する複数のキ
ューと、複数のキューから読み出す読み出し制御部とを
有するのが好ましい。
【００２０】またさらに、出力バッファ部の書き込み制
御部が、入力セルを分配する入力セル分配部と、バック
プレッシャを生成するバックプレッシャ生成部とを有す
るのが好ましい。
御部が、入力セルを分配する入力セル分配部と、バック
プレッシャを生成するバックプレッシャ生成部とを有す
るのが好ましい。
【００２１】また、出力バッファ部の読み出し制御部
が、出力セルを選択する出力セル選択部と、固定または
回転優先を行う優先制御部とを有するのが好ましい。
が、出力セルを選択する出力セル選択部と、固定または
回転優先を行う優先制御部とを有するのが好ましい。
【００２２】さらに、複数のＱｏＳクラスキューが、Ｑ
ｏＳクラスごとにＱｏＳバーチャルリソースに格納さ
れ、ＱｏＳバーチャルリソースが、全リソースに格納さ
れるのが好ましい。
ｏＳクラスごとにＱｏＳバーチャルリソースに格納さ
れ、ＱｏＳバーチャルリソースが、全リソースに格納さ
れるのが好ましい。
【００２３】またさらに、ＱｏＳクラスの共有部では、
各ＱｏＳクラスの廃棄しきい値が、最低保証蓄積数と、
共有バッファ数の和であるのが好ましい。
各ＱｏＳクラスの廃棄しきい値が、最低保証蓄積数と、
共有バッファ数の和であるのが好ましい。
【００２４】また、入力バッファを共有メモリで構成す
る場合、入力バッファのＱｏＳクラスの共有部では、共
有メモリ型入力バッファにレート制御を適用するため
に、ＱｏＳクラスごとに確保するべきバッファ容量を管
理できるように最低保証蓄積数を保証するバーチャルリ
ソース管理を行う機能を追加し、全てのリソースのＱｏ
Ｓクラス別バーチャルリソースのＱｏＳクラスキューに
ついて廃棄しきい値によるセル廃棄手段を設けるのが好
ましい。
る場合、入力バッファのＱｏＳクラスの共有部では、共
有メモリ型入力バッファにレート制御を適用するため
に、ＱｏＳクラスごとに確保するべきバッファ容量を管
理できるように最低保証蓄積数を保証するバーチャルリ
ソース管理を行う機能を追加し、全てのリソースのＱｏ
Ｓクラス別バーチャルリソースのＱｏＳクラスキューに
ついて廃棄しきい値によるセル廃棄手段を設けるのが好
ましい。
【００２５】さらに、入力バッファを共有メモリで構成
する場合、入力バッファのＱｏＳクラスの共有部では、
入力バッファごとに、個々のＱｏＳクラスキューに対し
て廃棄しきい値による複数のセル廃棄手段と、すべての
リソースに対して廃棄しきい値による１つのセル廃棄手
段と、ＱｏＳクラス単位に最低保証蓄積数を持つバーチ
ャルリソースに対して廃棄しきい値による個のセル廃棄
手段とを持つのが好ましい。
する場合、入力バッファのＱｏＳクラスの共有部では、
入力バッファごとに、個々のＱｏＳクラスキューに対し
て廃棄しきい値による複数のセル廃棄手段と、すべての
リソースに対して廃棄しきい値による１つのセル廃棄手
段と、ＱｏＳクラス単位に最低保証蓄積数を持つバーチ
ャルリソースに対して廃棄しきい値による個のセル廃棄
手段とを持つのが好ましい。
【００２６】またさらに、入力バッファを共有メモリで
構成する場合、入力バッファのＱｏＳクラスの共有部で
は、帯域保証クラス及び帯域非保証クラスの両方に、閉
ループレート制御を適用するとともに、帯域保証クラス
の最低保証速度としては、帯域保証された速度を設定す
るのが好ましい。
構成する場合、入力バッファのＱｏＳクラスの共有部で
は、帯域保証クラス及び帯域非保証クラスの両方に、閉
ループレート制御を適用するとともに、帯域保証クラス
の最低保証速度としては、帯域保証された速度を設定す
るのが好ましい。
【００２７】本発明は、特に、帯域保証されたＱｏＳク
ラスに対しても閉ループレート制御を適用するために、
最低保証速度として帯域保証された速度を設定するとと
もに、入力バッファの各ＱｏＳクラスキューに反映させ
るバックプレッシャを選択できるようにすることによ
り、キューへの任意なＱｏＳ割付を実現する。
ラスに対しても閉ループレート制御を適用するために、
最低保証速度として帯域保証された速度を設定するとと
もに、入力バッファの各ＱｏＳクラスキューに反映させ
るバックプレッシャを選択できるようにすることによ
り、キューへの任意なＱｏＳ割付を実現する。
【００２８】また、共有メモリ型入力バッファを使用す
る場合には、ＱｏＳクラス毎に確保するべきバッファ容
量を管理できるように、最低保証蓄積数を保証するバー
チャルリソース管理を行う機能を追加し、全てのリソー
ス・ＱｏＳクラス別バーチャルリソース・ＱｏＳクラス
キューについて、廃棄しきい値によるセル廃棄手段を設
けることにより、伝送効率の良いレート制御を実現す
る。
る場合には、ＱｏＳクラス毎に確保するべきバッファ容
量を管理できるように、最低保証蓄積数を保証するバー
チャルリソース管理を行う機能を追加し、全てのリソー
ス・ＱｏＳクラス別バーチャルリソース・ＱｏＳクラス
キューについて、廃棄しきい値によるセル廃棄手段を設
けることにより、伝送効率の良いレート制御を実現す
る。
【００２９】上記構成により、入力バッファのｓ個のＱ
ｏＳクラスに対して任意のＱｏＳ割付が可能となる。ま
た、共有メモリ型入力バッファを使用する場合には、設
定コネクション数が多く取れセル廃棄率の小さいＡＴＭ
スイッチを実現することができる。すなわち、ネットワ
ーク運用者が運用中にハードウェアキューに対して自由
にＱｏＳクラスの追加削除を行うことができるようにす
るとともに、帯域保証クラス及び帯域非保証クラスを同
時に提供し、帯域非保証クラスのトラヒックについては
コネクション単位に公平なスループット特性を示すバッ
クプレッシャ型ＡＴＭスイッチを構成する。また、共有
メモリを入力バッファに適用して設定できるコネクショ
ン数を増加させるとともにセル廃棄率を抑制する。
ｏＳクラスに対して任意のＱｏＳ割付が可能となる。ま
た、共有メモリ型入力バッファを使用する場合には、設
定コネクション数が多く取れセル廃棄率の小さいＡＴＭ
スイッチを実現することができる。すなわち、ネットワ
ーク運用者が運用中にハードウェアキューに対して自由
にＱｏＳクラスの追加削除を行うことができるようにす
るとともに、帯域保証クラス及び帯域非保証クラスを同
時に提供し、帯域非保証クラスのトラヒックについては
コネクション単位に公平なスループット特性を示すバッ
クプレッシャ型ＡＴＭスイッチを構成する。また、共有
メモリを入力バッファに適用して設定できるコネクショ
ン数を増加させるとともにセル廃棄率を抑制する。
【００３０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して詳細に説明する。
面を参照して詳細に説明する。
【００３１】図１は、本発明のバックプレッシャ型ＡＴ
Ｍスイッチの実施例の構成を示すブロック図である。こ
のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ１は、ｍ個の入力
バッファ部２と、ｎ個の出力バッファ部３と、ｍｘｎポ
ートのスイッチ部４と、レート演算装置５とで構成され
る。入力バッファ部２で提供されるＱｏＳクラスをｓ個
とし、出力バッファ部３で提供されるＱｏＳクラスをｔ
個とする。
Ｍスイッチの実施例の構成を示すブロック図である。こ
のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ１は、ｍ個の入力
バッファ部２と、ｎ個の出力バッファ部３と、ｍｘｎポ
ートのスイッチ部４と、レート演算装置５とで構成され
る。入力バッファ部２で提供されるＱｏＳクラスをｓ個
とし、出力バッファ部３で提供されるＱｏＳクラスをｔ
個とする。
【００３２】図２は、入力バッファ部の構成を詳細に示
すブロック図である。入力バッファ部２は、書き込み制
御部２１と、読み出し制御部２２と、ｓ×ｎ個のキュー
２３と、それに付随するレートシェーバ２４とで構成さ
れる。
すブロック図である。入力バッファ部２は、書き込み制
御部２１と、読み出し制御部２２と、ｓ×ｎ個のキュー
２３と、それに付随するレートシェーバ２４とで構成さ
れる。
【００３３】図３は、出力バッファ部の構成を詳細に示
すブロック図である。ｎ個の出力バッファ部３のｔ個の
キュー３３で生成され、書き込み制御部３１から送信さ
れるｔ×ｎ本のバックプレッシャは、全ての入力バッフ
ァ部２の読み出し制御部２２に接続される。入力バッフ
ァ部２の各キューとレート演算装置との間で、バーチャ
ルキュー長やアクティブＶＣ数のキュー情報と可変単位
速度の送受を行う。
すブロック図である。ｎ個の出力バッファ部３のｔ個の
キュー３３で生成され、書き込み制御部３１から送信さ
れるｔ×ｎ本のバックプレッシャは、全ての入力バッフ
ァ部２の読み出し制御部２２に接続される。入力バッフ
ァ部２の各キューとレート演算装置との間で、バーチャ
ルキュー長やアクティブＶＣ数のキュー情報と可変単位
速度の送受を行う。
【００３４】図４に、入力バッファ部２の読み出し制御
部２２にあるバックプレッシャ選択部２５の構成を示
す。このバックプレッシャ選択部２５は、対応する出力
ポートから受けたｔ本のバックプレッシャと、入力バッ
ファ部２のｓ個のＱｏＳクラスとの対応付けを行うｓ個
のｔ対１選択回路２６と、レジスタ２７とで構成され
る。
部２２にあるバックプレッシャ選択部２５の構成を示
す。このバックプレッシャ選択部２５は、対応する出力
ポートから受けたｔ本のバックプレッシャと、入力バッ
ファ部２のｓ個のＱｏＳクラスとの対応付けを行うｓ個
のｔ対１選択回路２６と、レジスタ２７とで構成され
る。
【００３５】図５に、共有メモリ型入力バッファにおけ
るＱｏＳクラス別バーチャルリソースおよび全てのリソ
ースの概念を示す。入力バッファ部２は、ｓ個のＱｏＳ
クラスおよびｎ個の出力ポート対応にＱｏＳクラスキュ
ー２３を持つ。同じＱｏＳクラスに属するＱｏＳクラス
キューの総和を管理するのがＱｏＳクラス別バーチャル
リソース２８である。また、すべてＱｏＳクラスキュー
の総和を管理するのが全てのリソース２９である。ｓ個
のＱｏＳクラス別バーチャルリソースは初期状態でそれ
ぞれ最低保証蓄積数を確保している。全てのリソース２
９から個々の最低保証蓄積数を除いた部分が共有される
バッファ部となる。共有されるバッファ部は、各ＱｏＳ
クラスキューの廃棄しきい値と、ＱｏＳクラス別バーチ
ャルリソースの廃棄しきい値とにより分配されるものと
する。
るＱｏＳクラス別バーチャルリソースおよび全てのリソ
ースの概念を示す。入力バッファ部２は、ｓ個のＱｏＳ
クラスおよびｎ個の出力ポート対応にＱｏＳクラスキュ
ー２３を持つ。同じＱｏＳクラスに属するＱｏＳクラス
キューの総和を管理するのがＱｏＳクラス別バーチャル
リソース２８である。また、すべてＱｏＳクラスキュー
の総和を管理するのが全てのリソース２９である。ｓ個
のＱｏＳクラス別バーチャルリソースは初期状態でそれ
ぞれ最低保証蓄積数を確保している。全てのリソース２
９から個々の最低保証蓄積数を除いた部分が共有される
バッファ部となる。共有されるバッファ部は、各ＱｏＳ
クラスキューの廃棄しきい値と、ＱｏＳクラス別バーチ
ャルリソースの廃棄しきい値とにより分配されるものと
する。
【００３６】次に、図１〜図５を参照して、本発明のバ
ックプレッシャ型ＡＴＭスイッチの動作について説明す
る。
ックプレッシャ型ＡＴＭスイッチの動作について説明す
る。
【００３７】まず、入力バッファ部２にセルが到着する
と、書き込み制御部２１は、その入力セルに付与された
情報から出力ポートおよび入力バッファ２におけるＱｏ
Ｓクラスを検出し、リソース管理部に通知する。次に、
図５において、リソース管理部では、ＱｏＳクラスキュ
ー，ＱｏＳクラス別バーチャルリソースキュー，全ての
リソースキューの各廃棄しきい値を参照し、廃棄するか
どうかを判定する。もし廃棄指示がなければ、該当のＱ
ｏＳクラスキューにセルを蓄積する。これをセルが到着
する毎に行う。各レートシェーバでは、レート演算装置
５からの可変単位速度を用いてＱｏＳクラスキューから
の読み出しレートを決定し、ＱｏＳクラスキューからセ
ルを読み出してレートシェーバに内蔵しているバーチャ
ルキューにセルを蓄積する。バーチャルキューに蓄積さ
れているセル数（バーチャルキュー長）と、存在するＶ
Ｃ数（アクティブＶＣ数）とは、リソース管理部を経由
してレート演算装置に通知される。リソース管理部では
すべてのＱｏＳクラスキューの情報から閉ループレート
制御として可変単位速度を算出する。
と、書き込み制御部２１は、その入力セルに付与された
情報から出力ポートおよび入力バッファ２におけるＱｏ
Ｓクラスを検出し、リソース管理部に通知する。次に、
図５において、リソース管理部では、ＱｏＳクラスキュ
ー，ＱｏＳクラス別バーチャルリソースキュー，全ての
リソースキューの各廃棄しきい値を参照し、廃棄するか
どうかを判定する。もし廃棄指示がなければ、該当のＱ
ｏＳクラスキューにセルを蓄積する。これをセルが到着
する毎に行う。各レートシェーバでは、レート演算装置
５からの可変単位速度を用いてＱｏＳクラスキューから
の読み出しレートを決定し、ＱｏＳクラスキューからセ
ルを読み出してレートシェーバに内蔵しているバーチャ
ルキューにセルを蓄積する。バーチャルキューに蓄積さ
れているセル数（バーチャルキュー長）と、存在するＶ
Ｃ数（アクティブＶＣ数）とは、リソース管理部を経由
してレート演算装置に通知される。リソース管理部では
すべてのＱｏＳクラスキューの情報から閉ループレート
制御として可変単位速度を算出する。
【００３８】次に、入力バッファ部２の読み出し制御部
２２は、出力バッファ部３からのバックプレッシャに応
じて回転優先で各レートシェーバ内のバーチャルキュー
からセルを読み出す。このとき、出力バッファ部３から
のバックプレッシャと入力バッファ部２のＱｏＳクラス
の対応関係に制限はない。入力バッファ部２のｓ個の各
バーチャルキューに対して適用するｔ本のバックプレッ
シャから決定すればよい。この決定をバックプレッシャ
選択回路２５が行う。出力バッファ部３の各ＱｏＳクラ
スは、固定優先で読み出し制御されているので、ここで
の対応関係が入力バッファ部２でのＱｏＳの遅延優先順
位を決定することになる。言い換えれば、入力バッファ
部２の各ＱｏＳクラスとバックプレッシャとの対応関係
の設定が、入力バッファ部２のＱｏＳクラスキューに任
意のＱｏＳクラスを与えることになる。なお、レートシ
ェーバは、最低保証速度＋可変単位速度×アクティブＶ
Ｃ数で読み出し速度を決定するが、帯域保証クラスにつ
いては最低保証速度により帯域を保証する。
２２は、出力バッファ部３からのバックプレッシャに応
じて回転優先で各レートシェーバ内のバーチャルキュー
からセルを読み出す。このとき、出力バッファ部３から
のバックプレッシャと入力バッファ部２のＱｏＳクラス
の対応関係に制限はない。入力バッファ部２のｓ個の各
バーチャルキューに対して適用するｔ本のバックプレッ
シャから決定すればよい。この決定をバックプレッシャ
選択回路２５が行う。出力バッファ部３の各ＱｏＳクラ
スは、固定優先で読み出し制御されているので、ここで
の対応関係が入力バッファ部２でのＱｏＳの遅延優先順
位を決定することになる。言い換えれば、入力バッファ
部２の各ＱｏＳクラスとバックプレッシャとの対応関係
の設定が、入力バッファ部２のＱｏＳクラスキューに任
意のＱｏＳクラスを与えることになる。なお、レートシ
ェーバは、最低保証速度＋可変単位速度×アクティブＶ
Ｃ数で読み出し速度を決定するが、帯域保証クラスにつ
いては最低保証速度により帯域を保証する。
【００３９】次に、入力バッファを共有メモリで構成す
る場合の入力バッファでの動作を図面を参照して説明す
る。
る場合の入力バッファでの動作を図面を参照して説明す
る。
【００４０】図６は、図５を参照した実施例の構成の説
明で示したように、リソース共有部をいくつかのＱｏＳ
が任意に使用した場合の一例を示す図である。ＱｏＳク
ラス１，２，３は、帯域保証クラスとして最低保証蓄積
数＝廃棄しきい値として扱い、リソース共有を行わない
例である。実際には、この図での最低保証蓄積数とは、
各出力ポート対応のｎ個のＱｏＳクラスキューの合計で
あるが、最低保証蓄積数をｎで割った値を、各ＱｏＳク
ラスキューの廃棄しきい値として設定することにより、
出力ポート間のリソース共有も行わせなくすることがで
きる。ＱｏＳクラス４，５，６は、帯域非保証のクラス
として設定する。このとき、残ったリソースは、３つの
クラスが互いに共有しあうことができるように設定す
る。この設定は、まず最低保証蓄積数を各ＱｏＳクラス
毎に設定する。これに共有リソース分を足し込んだ値を
廃棄しきい値としてそれぞれ設定する。これで、残った
リソースを３つのクラスが互いに共有しあうことができ
る。
明で示したように、リソース共有部をいくつかのＱｏＳ
が任意に使用した場合の一例を示す図である。ＱｏＳク
ラス１，２，３は、帯域保証クラスとして最低保証蓄積
数＝廃棄しきい値として扱い、リソース共有を行わない
例である。実際には、この図での最低保証蓄積数とは、
各出力ポート対応のｎ個のＱｏＳクラスキューの合計で
あるが、最低保証蓄積数をｎで割った値を、各ＱｏＳク
ラスキューの廃棄しきい値として設定することにより、
出力ポート間のリソース共有も行わせなくすることがで
きる。ＱｏＳクラス４，５，６は、帯域非保証のクラス
として設定する。このとき、残ったリソースは、３つの
クラスが互いに共有しあうことができるように設定す
る。この設定は、まず最低保証蓄積数を各ＱｏＳクラス
毎に設定する。これに共有リソース分を足し込んだ値を
廃棄しきい値としてそれぞれ設定する。これで、残った
リソースを３つのクラスが互いに共有しあうことができ
る。
【００４１】
【発明の効果】本発明では、帯域保証されたＱｏＳクラ
スに対しても閉ループレート制御を適用するとともに、
最低保証速度として帯域保証された速度を設定するとと
もに、入力バッファの各ＱｏＳクラスキューに反映させ
るバックプレッシャを選択できるようにすることによ
り、キューへの任意なＱｏＳ割付を実現した。従って、
ネットワーク運用者が運用中において、自由にＱｏＳク
ラスの追加削除ができるようになるという効果を奏す
る。
スに対しても閉ループレート制御を適用するとともに、
最低保証速度として帯域保証された速度を設定するとと
もに、入力バッファの各ＱｏＳクラスキューに反映させ
るバックプレッシャを選択できるようにすることによ
り、キューへの任意なＱｏＳ割付を実現した。従って、
ネットワーク運用者が運用中において、自由にＱｏＳク
ラスの追加削除ができるようになるという効果を奏す
る。
【００４２】また、共有メモリ型入力バッファを構成し
ながら効率良くリソースを使用するために、ＱｏＳクラ
ス毎に確保するべきバッファ容量を管理できるように最
低保証蓄積数を保証するバーチャルリソース管理を行う
機能を追加し、全てのリソース・ＱｏＳクラス別のバー
チャルリソース・ＱｏＳクラスキューについて廃棄しき
い値によるセル廃棄手段を設けた。従って、小型の入力
バッファで伝送効率の良いＡＴＭスイッチを実現できる
ようになるという効果を奏する。
ながら効率良くリソースを使用するために、ＱｏＳクラ
ス毎に確保するべきバッファ容量を管理できるように最
低保証蓄積数を保証するバーチャルリソース管理を行う
機能を追加し、全てのリソース・ＱｏＳクラス別のバー
チャルリソース・ＱｏＳクラスキューについて廃棄しき
い値によるセル廃棄手段を設けた。従って、小型の入力
バッファで伝送効率の良いＡＴＭスイッチを実現できる
ようになるという効果を奏する。
【図１】本発明のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチの
実施例の構成を示すブロック図である。
実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の入力バッファ部の詳細構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】本発明の出力バッファ部の詳細構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】本発明の入力バッファ部内のバックプレッシャ
選択部の構成を示すブロック図である。
選択部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明のＱｏＳクラス別バーチャルリソースを
説明する概念図である。
説明する概念図である。
【図６】本発明の最低保証蓄積セル数と廃棄しきい値と
を説明する概念図である。
を説明する概念図である。
【図７】従来のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチの一
例の構成を示すブロック図である。
例の構成を示すブロック図である。
【図８】帯域非保証クラスの閉ループレート制御の実施
例の構成を示すブロック図である。
例の構成を示すブロック図である。
１ バックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ ２ 入力バッファ部 ３ 出力バッファ部 ４ スイッチ部 ５ レート演算装置 ２１ 入力バッファ部の読出制御部 ３１ 出力バッファ部の読出制御部 ２２ 入力バッファ部の書込制御部 ３２ 出力バッファ部の書込制御部 ２３ 入力バッファ部のキュー ３３ 出力バッファ部のキュー ２４ 入力バッファ部のレートシェーバ ２５ バックプレッシャ選択部 ２６ ｔ対１選択回路 ２７ レジスタ ２８ ＱｏＳクラス別バーチャルリソース ２９ 全リソース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−297840（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−223173（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−288953（ＪＰ，Ａ) 信学技報ＳＳＥ96−55 信学技報ＳＳＥ96−131 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04L 12/28
Claims (16)
- 【請求項１】入力セルを取り込み、前記入力セルを分配
する複数のＱｏＳクラスを持つ入力バッファ部と、前記
入力バッファ部に接続され複数の入出力ポートを持つス
イッチと、前記スイッチに接続され複数のＱｏＳクラス
を持つ出力バッファ部と、前記複数のＱｏＳクラスから
の読み出しレートを決定するためのレート演算装置とを
備えたバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチにおいて、 前記入力バッファ部の各々のＱｏＳクラスに対して複数
のＱｏＳクラスキューを備え、 前記複数のＱｏＳクラスキューに対してＱｏＳごとに確
保するべきバッファ量が設定できる閉ループレート制御
を行い、帯域保証されたＱｏＳクラスに対しても前記ル
ープレート制御を適用するために、前記入力バッファの
複数のＱｏＳクラスと前記出力バッファの複数のＱｏＳ
クラスとの対応付けを行い、前記出力バッファ部の前記
複数のＱｏＳクラスから１つのＱｏＳクラスを選択する
バックプレッシャ選択回路を、前記入力バッファ部の前
記複数のＱｏＳクラスの数だけ備えたことを特徴とする
バックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項２】前記バックプレッシャ選択回路が、前記入
力バッファの各ＱｏＳクラスキューに反映させるバック
プレッシャを選択できるようにし、前記複数のＱｏＳク
ラスの変更，追加，削除を容易にしたことを特徴とす
る、請求項１に記載のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッ
チ。 - 【請求項３】前記複数のＱｏＳクラスキューの各キュー
と、前記レート演算装置との間で、バーチャルキュー長
やアクティブＶＣ数のキュー情報、および可変単位速度
の送受を行うことを特徴とする、請求項１または２に記
載のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項４】前記複数のＱｏＳクラスキューが、廃棄さ
れるときの廃棄しきい値を持つことを特徴とする、請求
項１〜３のいずれかに記載のバックプレッシャ型ＡＴＭ
スイッチ。 - 【請求項５】前記入力バッファ部が、前記入力セルに付
与された情報から前記出力ポートおよび前記複数のＱｏ
Ｓクラスを検出する書き込み制御部と、前記複数のＱｏ
Ｓクラスを選択して読み出す読み出し制御部と、前記複
数のキューに付随する複数のレートシェーバとを有する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のバ
ックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項６】前記書き込み制御部が、前記入力セルを分
配する入力セル分配部と、前記入力セルを廃棄する廃棄
部を有することを特徴とする、請求項５に記載のバック
プレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項７】前記読み出し制御部が、出力セルを選択す
る出力セル選択部と、回転または固定の優先を行う優先
制御部とを有することを特徴とする、請求項５または６
に記載のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項８】前記バックプレッシャ選択回路が、前記バ
ックプレッシャ選択回路により選択されたバックプレッ
シャを格納する複数のレジスタとを持つことを特徴とす
る、請求項１〜７のいずれかに記載のバックプレッシャ
型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項９】前記出力バッファ部が、前記入力セルを書
き込む書き込み制御部と、前記入力セルを分配する複数
のキューと、前記複数のキューから読み出す読み出し制
御部とを有することを特徴とする、請求項１〜８のいず
れかに記載のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項１０】前記出力バッファ部の前記書き込み制御
部が、前記入力セルを分配する入力セル分配部と、バッ
クプレッシャを生成するバックプレッシャ生成部とを有
することを特徴とする、請求項９に記載のバックプレッ
シャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項１１】前記出力バッファ部の前記読み出し制御
部が、出力セルを選択する出力セル選択部と、固定また
は回転優先を行う優先制御部とを有することを特徴とす
る、請求項９または１０に記載のバックプレッシャ型Ａ
ＴＭスイッチ。 - 【請求項１２】前記複数のＱｏＳクラスキューが、Ｑｏ
ＳクラスごとにＱｏＳバーチャルリソースに格納され、
前記ＱｏＳバーチャルリソースが、全リソースに格納さ
れたことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記
載のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項１３】前記ＱｏＳクラスの共有部では、各Ｑｏ
Ｓクラスの廃棄しきい値が、最低保証蓄積数と、共有バ
ッファ数の和であることを特徴とする、請求項１２に記
載のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項１４】前記入力バッファを共有メモリで構成す
る場合、前記入力バッファのＱｏＳクラスの共有部で
は、共有メモリ型入力バッファにレート制御を適用する
ために、前記ＱｏＳクラスごとに確保するべきバッファ
容量を管理できるように最低保証蓄積数を保証するバー
チャルリソース管理を行う機能を追加し、全てのリソー
スのＱｏＳクラス別バーチャルリソースのＱｏＳクラス
キューについて廃棄しきい値によるセル廃棄手段を設け
たことを特徴とする、請求項１３に記載のバックプレッ
シャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項１５】前記入力バッファを共有メモリで構成す
る場合、前記入力バッファのＱｏＳクラスの共有部で
は、前記入力バッファごとに、個々のＱｏＳクラスキュ
ーに対して廃棄しきい値による複数のセル廃棄手段と、
すべてのリソースに対して廃棄しきい値による１つのセ
ル廃棄手段と、ＱｏＳクラス単位に最低保証蓄積数を持
つバーチャルリソースに対して廃棄しきい値による個の
セル廃棄手段とを持つことを特徴とする、請求項１４に
記載のバックプレッシャ型ＡＴＭスイッチ。 - 【請求項１６】前記入力バッファを共有メモリで構成す
る場合、前記入力バッファのＱｏＳクラスの共有部で
は、帯域保証クラス及び帯域非保証クラスの両方に、閉
ループレート制御を適用するとともに、前記帯域保証ク
ラスの最低保証速度としては、帯域保証された速度を設
定することを特徴とする、請求項１５に記載のバックプ
レッシャ型ＡＴＭスイッチ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17539697A JP2978844B2 (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | バックプレッシャ型ａｔｍスイッチ |
| US09/107,955 US6532234B1 (en) | 1997-07-01 | 1998-06-30 | Back-pressure type ATM switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17539697A JP2978844B2 (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | バックプレッシャ型ａｔｍスイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1127275A JPH1127275A (ja) | 1999-01-29 |
| JP2978844B2 true JP2978844B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=15995368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17539697A Expired - Fee Related JP2978844B2 (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | バックプレッシャ型ａｔｍスイッチ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6532234B1 (ja) |
| JP (1) | JP2978844B2 (ja) |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2282882C (en) * | 1998-09-22 | 2005-11-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Serial transmission path switching system |
| US7382736B2 (en) | 1999-01-12 | 2008-06-03 | Mcdata Corporation | Method for scoring queued frames for selective transmission through a switch |
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| JP3407696B2 (ja) | 1999-07-13 | 2003-05-19 | 日本電気株式会社 | Ａｔｍ交換機および呼受付処理方法 |
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