JP3397173B2 - パケット交換装置及びそのスイッチ制御方法ならびにスイッチ制御プログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents
パケット交換装置及びそのスイッチ制御方法ならびにスイッチ制御プログラムを格納した記憶媒体Info
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Description
chronous Transfer Mode)等の
パケット通信技術を用いて特定の入力ポートと出力ポー
トの間でパケットのスイッチングを行うパケット交換装
置及びそのスイッチ制御方法ならびにスイッチ制御プロ
グラムを格納した記憶媒体に関する。
を示すブロック図、図17は従来のパケット交換装置の
動作を説明する図である。従来、この種のパケット交換
装置は、図16に示すように、入力ポート100−1〜
100−n(入力ポート100−3〜100−nは図示
せず)に到着したパケットを一時的に蓄積する入力バッ
ファ部1610−1〜1610−n(入力バッファ部1
610−3〜1610−nは図示せず)と、パケットを
スイッチングするスイッチ交換部1620と、アービタ
部1630とを備える。
格子状にはりめぐらされた伝送路の交叉点を開閉する
(ON/OFFする)構成が考えられる。この構成で
は、複数の入力ポートが特定の出力ポートに対して同時
にパケットを送信すると、パケット衝突が発生してパケ
ットが運ぶデータが破壊されてしまうので、同一タイミ
ングでは特定の出力ポートへパケットを送信する入力ポ
ートを高々一つに制限する必要がある。
用意される入力バッファ部1610−1〜1610−n
は、それぞれ単一の論理キュー1611を備えている。
入力ポート100−1〜100−nに到着するパケット
を論理キュー1611の最後尾に蓄積すると共に、論理
キュー1611の先頭から順にスイッチ交換部1620
へ送出する。入力バッファ部1610−1〜1610−
nは、どの出力ポート101−1〜101−1n(出力
ポート101−3〜101−nは図示せず)にパケット
を出力したいかを記述した出力要求信号1650をアー
ビタ部1630に発信する。
生しないように、スイッチ交換部1620のどの入出力
ポート間でパケットをスイッチングするかを決定すると
共に、調停結果を出力許可信号1651により入力バッ
ファ部1610−1〜1610−nに知らせる。
入力ポート100−1〜100−nに到着したパケット
は、論理キュー1611の最後尾に蓄積される。入力バ
ッファ部1610−1〜1610−nは、論理キュー1
611の先頭パケットのヘッダ情報から、当該パケット
がどの出力ポート101−1〜101−nを宛先として
いるかを把握し、出力要求信号1650により、アービ
タ部1630に対して当該宛先である出力ポート101
−1〜101−1nへの出力要求を通知する。
ァ部1610−1〜1610−nからの出力要求信号1
650を総合して、複数の入力バッファ部1610−1
〜1610−nから同一の出力ポート101−1〜10
1−nに対する出力要求がある場合(競合発生時)に
は、どれか一つの入力バッファ部1610−1〜161
0−nのみに出力許可を与えるように調停を行う。
に対して一つの入力バッファ部1610−1〜1610
−nからの出力要求しかない場合、当該出力ポート10
1−1〜101−nに対する出力許可は、当該の入力バ
ッファ部1610−1〜1610−nに与える。
でパケット衝突が発生しないように調停を行った後、出
力許可信号1651により、要求受諾または要求却下を
入力バッファ部1610−1〜1610−nに通知す
る。
10−1〜1610−nは、先頭パケットをスイッチ交
換部1620へ送出する。
0から得られる調停結果に基づいて、パケットを所定の
出力ポート101−1〜101−nへスイッチする。
の入力ポート#0〜#3と四つの出力ポート#0〜#3
との間のスイッチングを行う様子を示す図である。図1
7を参照すると、入力ポート#0の先頭パケットが出力
ポート#2への出力許可を獲得して、スイッチ交換部2
0の入力ポート#0と出力ポート#2が接続されてい
る。また、入力ポート#1と#2の先頭パケットもまた
出力ポート#2への接続を希望しているが、出力ポート
#2への出力許可を獲得していないので転送できない状
態にある。
ットの次に蓄積されたパケットに着目すれば、入力ポー
ト(#1、#2)が空き状態で、かつ宛先出力ポート
(#1、#0)も空き状態にあるにも関らず、先頭パケ
ットの閉塞により転送できない。これらのパケットの状
態は、HOL(Head Of Line)ブロッキン
グ状態と呼ばれ、スループットの劣化やバッファ溢れを
引き起こす原因となる。
10−nの論理キュー1611を出力ポートに対応させ
て分割し、パケットのヘッダ情報から得られる宛先出力
ポート101−1〜101−nに対応した論理キュー1
611にパケットを蓄積するように構成した場合であっ
ても、各入力バッファ部1610−1〜1610−nが
同期して出力要求を出す調停方式では、ある出力ポート
101−1〜101−nへの出力要求が却下されると他
の出力ポート101−1〜101−nに対応する論理キ
ュー1611の先頭パケットがHOLブロッキング状態
に陥ってしまい、スループットが劣化する。
のパケット交換装置は、複数の入力ポートから入力した
複数のパケットが同時に同一の出力ポートへの出力許可
を要求する場合、当該出力ポートへの接続が許可されな
かった入力ポートにおいて、当該パケットに続くパケッ
トに関して、例え宛先出力ポートが空き状態であっても
転送ができないというHOLブロッキングが発生し、ス
ループットの劣化やバッファ溢れを引き起こすという欠
点が有った。
ポートに対応させて分割し、宛先出力ポートに対応した
論理キューにパケットを蓄積するように構成した場合で
あっても、各入力バッファ部が同期して出力要求を出す
調停方式では、ある出力ポートへの出力要求が却下され
ると他の出力ポートに対応する論理キューの先頭パケッ
トがHOLブロッキング状態に陥ってしまい、スループ
ットが劣化するという欠点が有った。
Lブロッキングの発生を回避して、スループットの向上
とバッファ溢れ頻度の低減を実現するパケット交換装置
及びそのスイッチ制御方法ならびにスイッチ制御プログ
ラムを格納した記憶媒体を提供することを目的とする。
発明は、パケット通信で用いられ、複数の入力ポートと
複数の出力ポートとの間でスイッチングを行うパケット
交換装置において、前記入力ポートごとに設けられ、対
応する入力ポートに到着するパケットを一時的に蓄積す
る入力バッファと、前記入力ポートと前記出力ポートと
の接続を制御してパケットを交換するスイッチ交換手段
と、前記入力バッファのうちのいずれに所定の前記出力
ポートへの出力許可を与えるかを決定する調停処理を行
うアービタとを備え、前記アービタが、前記各入力バッ
ファと前記各出力ポートとに関して、所定の順番で、前
記入力バッファにおいてパケット出力準備ができている
宛先出力ポートと空き状態の前記出力ポートとを比較
し、一致する前記入力バッファと前記出力ポートとを対
応づけて出力許可を与えることを特徴とするパケット交
換装置。
前記アービタ手段が、前記各入力バッファを、予め定め
られた順序にしたがって着目し、着目中の前記入力バッ
ファに関して、予め定められた順序にしたがって前記各
出力ポートに対するパケット出力が可能かどうかを順次
検査することによりパケットの出力先の宛先である出力
ポートを決定する出力ポート選択処理を行うことを特徴
とする。
前記アービタ手段が、最初に着目する前記入力バッファ
を、前記調停処理が行われるたびに、前記入力バッファ
に着目する順序にしたがって更新し、前記出力ポート選
択処理において最初に検査対象となる前記出力ポート
を、ポート数に相当する回数の前記調停処理が行われる
たびに、前記出力ポート選択処理の検査対象とする順序
にしたがって更新することを特徴とする。
前記アービタ手段が、前記出力ポートを、予め定められ
た順序にしたがって着目し、着目中の前記出力ポートに
関して、予め定められた順序にしたがって前記各入力バ
ッファが該着目中の出力ポートに対するパケット出力可
能かどうかを順次検査することにより該着目中の出力ポ
ートを宛先としてパケット出力を行う前記入力バッファ
を決定する入力バッファ選択処理を行うことを特徴とす
る。
前記アービタ手段が、最初に着目する前記出力ポート
を、前記調停処理が行われるたびに、前記出力ポートに
着目する順序にしたがって更新し、前記入力バッファ選
択処理において最初に検査対象となる前記入力バッファ
を、ポート数に相当する回数の前記調停処理が行われる
たびに、前記入力バッファ選択処理の検査対象とする順
序にしたがって更新することを特徴とする。
ット通信で用いられ、複数の入力ポートと複数の出力ポ
ートとの間のスイッチングを行うパケット交換装置のス
イッチ制御方法において、前記入力ポートに到着したパ
ケットを前記入力ポートに対応して設けられたバッファ
手段に一時的に蓄積し、前記各バッファ手段と前記各出
力ポートとに関して、所定の順番で、前記バッファ手段
においてパケット出力準備ができている宛先出力ポート
と空き状態の前記出力ポートとを比較し、一致する前記
入力バッファと前記出力ポートとを対応づけて出力許可
を与える調停処理を行い、前記調停処理の結果に応じ
て、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を制御し
てパケットを交換することを特徴とする。
前記調停処理において、前記各入力バッファを、予め定
められた順序にしたがって着目し、着目中の前記入力バ
ッファに関して、予め定められた順序にしたがって前記
各出力ポートに対するパケット出力が可能かどうかを順
次検査することによりパケットの出力先の宛先である出
力ポートを決定する出力ポート選択処理を行うことを特
徴とする。
前記調停処理において、最初に着目する前記入力バッフ
ァを、前記調停処理が行われるたびに、前記入力バッフ
ァに着目する順序にしたがって更新し、前記出力ポート
選択処理において最初に検査対象となる前記出力ポート
を、ポート数に相当する回数の前記調停処理が行われる
たびに、前記出力ポート選択処理の検査対象とする順序
にしたがって更新することを特徴とする。
前記調停処理において、前記出力ポートを、予め定めら
れた順序にしたがって着目し、着目中の前記出力ポート
に関して、予め定められた順序にしたがって前記各入力
バッファが該着目中の出力ポートに対するパケット出力
可能かどうかを順次検査することにより該着目中の出力
ポートを宛先としてパケット出力を行う前記入力バッフ
ァを決定する入力バッファ選択処理を行うことを特徴と
する。
は、前記調停処理において、最初に着目する前記出力ポ
ートを、前記調停処理が行われるたびに、前記出力ポー
トに着目する順序にしたがって更新し、前記入力バッフ
ァ選択処理において最初に検査対象となる前記入力バッ
ファを、ポート数に相当する回数の前記調停処理が行わ
れるたびに、前記入力バッファ選択処理の検査対象とす
る順序にしたがって更新することを特徴とする。
は、パケット通信で用いられ、複数の入力ポートと複数
の出力ポートとの間のスイッチングを行うパケット交換
装置を制御して、スイッチングの制御を行うスイッチ制
御プログラムを格納した記憶媒体において、前記入力ポ
ートに到着したパケットを前記入力ポートに対応して設
けられたバッファ手段に一時的に蓄積し、前記各バッフ
ァ手段と前記各出力ポートとに関して、所定の順番で、
前記バッファ手段においてパケット出力準備ができてい
る宛先出力ポートと空き状態の前記出力ポートとを比較
し、一致する前記入力バッファと前記出力ポートとを対
応づけて出力許可を与える調停処理を行い、前記調停処
理の結果に応じて、前記入力ポートと前記出力ポートと
の接続を制御してパケットを交換することを特徴とす
る。
入力バッファと前記各出力ポートとに関して、所定の順
番で、前記入力バッファにおいてパケット出力準備がで
きている宛先出力ポートと空き状態の前記出力ポートと
を比較し、一致する前記入力バッファと前記出力ポート
とを対応づけて出力許可を与えることにより、複数の入
力バッファ部からの出力要求が衝突した場合に、所定の
入力バッファ部からパケットを出力できなくなるHOL
ブロッキングが発生することを回避することができる。
施の形態について説明する。図1は、本発明の一実施形
態によるパケット交換装置の構成を示すブロック図であ
る。図1を参照すると本実施形態のパケット交換装置
は、入力ポートごとに設けられた入力バッファ部10−
1〜10−n(入力バッファ部10−3〜10−nは図
示せず)と、スイッチ交換部20、メインアービタ部3
0とを備える。なお、図1には、本実施形態における特
徴的な構成のみを記載し、他の一般的な構成については
記載を省略してある。
ば、プログラム制御されたマイクロプロセッサとラムそ
の他の内部メモリとで実現される。マイクロプロセッサ
を制御するコンピュータプログラムであるスイッチ制御
プログラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモ
リ、その他の一般的な記憶媒体に格納して提供され、内
部メモリにロードされてマイクロプロセッサを制御する
ことにより、各構成要素を実現する。
1〜10−nは、論理キュー11−1〜11−nと、パ
ケット入力部12と、フロー情報データベース13と、
サブアービタ部14と、パケット出力部15を備える。
入力バッファ部10−1〜10−nには、識別のための
番号が割り当てられている。本実施形態では、ポート数
をNとして、0〜N−1の整数が割り当てる。
ポート100−3〜100−nは図示せず)と出力ポー
ト101−1〜101−n(出力ポート101−3〜1
01−nは図示せず)の間でパケットをスイッチングす
るスイッチ交換部20は、例えば、格子状にはりめぐら
された伝送路の交叉点を開閉する(ON/OFFする)
構成とすることができる。
力ポート101−1〜101−nには、識別のための番
号が割り当てられている。例えば、ポート数をNとする
と、0〜N−1の整数が割り当てられている。ただし、
入力ポートの番号と、その入力ポートに設置された入力
バッファ部の番号は一致するものとする。
力ポート101−1〜101−nに対応して区別される
論理キュー11−1〜11−nをその内部に構築し、入
力ポート100−1〜100−nに到着するパケットを
宛先出力ポート101−1〜101−n毎に区別して蓄
積する。本実施形態では、説明の簡単化のために、論理
キュー11−1〜11−nは宛先出力ポート101−1
〜101−n別にパケットを蓄積するとしているが、フ
ロー別に蓄積する場合でも何ら変更を加えることなく本
発明を適用することができ、同一の効果が期待できる。
また、入力バッファ部10−1〜10−nに構築される
出力ポートに対応した論理キュー11−1〜11−nを
サービスクラス毎に用意することによって、容易にマル
チトラヒッククラス環境を提供することができる。本実
施形態では、説明の簡単化のために、サービスクラスが
一つである場合を想定しているが、実際には、所望のサ
ービスクラスの分だけ用意することができる。
−1〜100−nに到着するパケットのヘッダ部分から
フロー識別子を抽出し、フロー識別子をキーとしてフロ
ー情報データベース13を参照することにより、当該パ
ケットが属するサービスクラスや宛先出力ポートを認識
する。そして、当該識別結果を基に適切な論理キュー1
1−1〜11−nにパケットを蓄積する。
ブロック図である。図2に示すように、サブアービタ部
14は、出力要求信号送信部141と、出力許可信号受
信部142とから構成される。
パケットを有する論理キューについての情報、すなわち
どの出力ポートにパケットを出力する準備ができている
かを伝えるための出力要求信号50を生成して、メイン
アービタ部30に送信する。図3は、出力要求信号50
のフォーマットの一例である。本実施形態においては、
パケットを出力可能な宛先出力ポートの欄には「1」を
記述し、それ以外には「0」を記述する構成としてい
る。
与えられたかどうかを示す出力許可信号51をメインア
ービタ部30から受信して、パケットを出力すべき宛先
出力ポートをパケット出力部15に通知する。図4は、
出力許可信号51のフォーマットの一例である。本実施
形態においては、出力許可信号51は、入力バッファ部
に出力許可を与えたか否かを示す情報(ACK/NAC
K)と、どの宛先出力ポートへの出力許可を与えたかを
示す情報から構成される。
4から通知される宛先出力ポートに対応した論理キュー
の先頭パケットを取り出して入力ポート100−1〜1
00−nに伝送する。
すブロック図である。図5を参照すると、メインアービ
タ部30は、調停制御部31と、出力要求信号受信部3
2と、出力許可信号送信部33と、出力要求状況管理メ
モリ34とを備える。メインアービタ部30は、調停処
理を実行すると共に、調停結果に従って入力ポート10
0−1〜100−nと出力ポート101−1〜101−
nの間でパケット交換するようにスイッチ交換部20を
制御する。
納される出力要求状況テーブルの一例である。図示のよ
うに、出力要求状況テーブルには、入力バッファ部10
−1〜10−nからどの出力ポート宛てにパケットを出
力可能であるかの情報が格納される。図6において、
「1」は出力可能であることを示し、「0」は出力不可
能であることを示す。
ック図である。図7に示すように、調停制御部31は、
ポート番号制御部311とセレクタ部312とから構成
される。ポート番号制御部311は、入力ポート番号X
/出力ポート番号Yを保存/更新したり、どの入力バッ
ファ部にどの出力ポート宛の出力許可を与えたかの履歴
情報を保存する。セレクタ部312は、どの入力バッフ
ァ部にはどの出力ポートへの出力許可を与えるかを決定
するための出力ポート選択処理/入力バッファ選択処理
を実行する。
部10−1〜10−nから出力要求信号50を受信し
て、入力バッファ部10−1〜10−nはどの出力ポー
トにパケットを出力可能であるかを出力要求状況テーブ
ル34に記録する。
た宛先出力ポートについての情報を伝えるための出力許
可信号51を生成して、入力バッファ部10−1〜10
−nに通知する。
動作を示すフローチャートである。図8を参照すると、
まず、ポート番号制御部311は、入力ポート番号Xと
出力ポート番号Yを決定する(ステップ801)。この
ステップでは、入力ポート番号Xは、調停処理の開始の
度に予め決められた入力ポート順序に従う次の順番の値
に更新し、出力ポート番号Yは、ポート数に相当する回
数分の調停処理が実行された後に、予め決められた出力
ポート順序に従う次の順番の値に更新する処理が実行さ
れる。予め決められた入力ポート順序/出力ポート順序
の決め方については種々の方法を用いることができる
が、本実施形態では、若番順(#0→#1→#2→・・
・→#N−1)とする。番号N−1の次は、番号0に帰
着する。ただし、当該順序は一例に過ぎず他の方法で定
めた順序でも良いことは言うまでもない。また、出力ポ
ート番号Yを更新するタイミングは、調停処理が実行さ
れる度に減数されるカウンタにより制御される。すなわ
ち、カウンタがゼロの時に、出力ポート番号Yを更新す
ると共に、カウンタにポート数Nを設定するように構成
すればよい。
号Yの更新の様子を示す。図9を参照すると、ポート数
N=4の場合に、入力ポート番号Xは、調停処理の度に
変更されるが、出力ポート番号Yは、4回の調停処理毎
に変更されている。
力し(ステップ802)、変数Bをポート数Nと比較す
る(ステップ803)。そして、変数BがN未満であれ
ば、セレクタ部312が、出力ポート選択処理を実行す
る(ステップ804)。一方、変数BがN以上であれ
ば、調停処理を終了する。
理では、まず、番号Aの入力バッファ部(以下、入力バ
ッファAと表記)において、番号Yの出力ポート(以
下、出力ポートYと表記)から始まる出力ポート順序で
出力可能かどうか検査する。そして、出力ポートが他の
入力バッファ部により占有されておらず、かつその出力
ポート宛にパケット出力準備ができていれば、入力バッ
ファAにその出力ポートにパケットを出力することを許
可する。出力ポートが他の入力バッファ部により占有さ
れているかどうは、セレクタ部312が保持する出力ポ
ート別の内部変数により把握できる。この内部変数は、
調停開始前に「0」にリセットされ、出力ポートが入力
バッファ部により占有される度に、対応する内部変数を
「1」に更新する。入力バッファ部が出力ポート宛にパ
ケット出力準備ができているかどうかは、出力要求状況
管理メモリ34に格納されている出力要求状況テーブル
を参照することで把握できる。また、本実施形態では、
出力ポート選択処理で出力可能かどうか検査する出力ポ
ートの順番は若番順とし、番号N−1の次は、番号0に
帰着する。ただし、これは一例に過ぎず、検査する順番
を他の順番としても良いのは言うまでもない。
る出力ポート選択処理が終了した後、変数Bに1を加算
し、変数Aを更新する(ステップ805)。その後、ス
テップ803に戻って変数Bによる判定処理を実行し、
変数BがN未満であれば、入力バッファAに対する出力
ポート選択処理を実行し、変数BがN以上であれば、全
ての入力バッファ部に対する出力ポート選択処理が完了
したことになり、調停処理を終了する。本実施形態で
は、出力ポート選択処理を行う入力バッファ部の順番は
若番順とし、番号N−1の次は、番号0に帰着する。し
たがって、本実施形態のステップ805では、変数Aに
1を加算した値をポート数Nで除算し、その余りをAに
上書き設定する。ただし、これは一例に過ぎず、出力ポ
ート選択処理を行う入力バッファ部の順番を他の順番と
しても良いのは言うまでもない。
は、出力許可信号送信部33を介して出力許可を入力バ
ッファ部10−1〜10−nに伝達すると共に、出力許
可に基づく入力ポート100−1〜100−nと出力ポ
ート101−1〜101−nの間でパケットがスイッチ
ングされるようにスイッチ交換部20を制御する。
装置において、調停処理を行う場合の動作例を示す。こ
こで、入出力ポート番号/入力バッファ番号としては
0、1、2、3が割り当てられるとする。出力要求状況
管理メモリ34に格納される出力要求状況テーブルを参
照することによって、入力バッファ部#0は、出力ポー
ト#2に対する出力準備ができている。入力バッファ部
#1は、出力ポート#0、#1、#2に対する出力準備
ができている。入力バッファ部#2は、出力ポート#
2、#3に対する出力準備ができている。入力バッファ
部#3は、出力ポート#0、#3に対する出力準備がで
きている。
ート番号Xと出力ポート番号Yをそれぞれ決定する。前
述の通り、入力ポート番号Xは調停処理の度に更新され
るが、出力ポート番号Yは、N=4回の調停処理毎に更
新される。本実施形態では、入力ポート番号XはX=
2、出力ポート番号YはY=3に決定されたとする。ま
た、セレクタ部312は、変数Aと変数Bを用いた制御
により、#2→#3→#0→#1に従う入力バッファ順
で出力ポート選択処理を行う。また、入力バッファ部に
おける出力ポート選択処理では、#3→#0→#1→#
2に従う出力ポート順で出力可能かどうか検査する。
力バッファ部にも占有されていないので、入力バッファ
部#2に対する出力ポート選択処理では、出力ポート#
3→#0→#1→#2に従う順序で検査した結果、入力
バッファ部#2は出力ポート#3に対する出力許可を獲
得する。
ート選択処理を実行して、出力ポート#3→#0→#1
→#2に従う順序で検査するが、すでに出力ポート#3
は入力バッファ部#2によって占有されているので、空
いている出力ポート#0の出力許可を獲得する。以下、
入力バッファ部#0→#1の順で出力ポート選択処理を
実行して、空いている出力ポートのうち、それぞれ出力
ポート#2、#1の出力許可を獲得する。
の入力バッファ部に対する出力ポート選択処理が終了し
た時点の状態を図11に示す。
選択処理が終了したならば、出力要求状況管理メモリ3
4に格納される出力要求状況テーブルの要素のうち、成
立した出力許可に相当する入力ポートと出力ポートの組
み合わせで決定される要素を「0」に設定する。また、
メインアービタ部30は、成立した出力許可に相当する
入力ポートと出力ポートの間でパケットが交換されるよ
うにスイッチ交換部20を制御する。
バッファ部10−1〜10−nが順に出力ポートを決定
していくことにより、複数の入力バッファ部10−1〜
10−nからの出力要求が衝突して所定の入力バッファ
部10−1〜10−nがパケットを送信できなくなるH
OLブロッキングの発生が回避されるため、スループッ
トの向上とバッファ溢れ頻度の低減が達成される。
て、最初に出力ポート選択処理を実行する入力バッファ
部10−1〜10−nを、調停処理を実行するたびにず
らせていくので、入力バッファ間で公平なパケットサー
ビスが実現される。
−nで実行される出力ポート選択処理の宛先出力ポート
の検査順序に関して、最初に検査する出力ポートを、N
回の調停処理を実行するたびにずらせていくので、各入
力バッファ部10−1〜10−nにおいて、宛先出力ポ
ート間で公平なパケットサービスが実現される。
の動作の他の例を示すフローチャートである。図12を
参照すると、まず、ポート番号制御部311は、入力ポ
ート番号Xと出力ポート番号Yを決定する(ステップ1
201)。このステップでは、入力ポート番号Xは、ポ
ート数に相当する回数分の調停処理が実行されると、予
め決められた入力ポート順序に従う次の順番の値に更新
し、出力ポート番号Yは、調停処理の開始の度に予め決
められた出力ポート順序に従う次の順番の値に更新する
処理が実行される。予め決められた入力ポート順序/出
力ポート順序の決め方については種々の方法を用いるこ
とができるが、本実施形態では、若番順(#0→#1→
#2→・・・→#N−1)とする。番号N−1の次は、
番号0に帰着する。ただし、当該順序は一例に過ぎず他
の方法で定めた順序でも良いことは言うまでもない。ま
た、入力バッファ番号Xを更新するタイミングは、調停
処理が実行される度に減数されるカウンタにより制御さ
れる。カウンタがゼロの時に、入力バッファ番号Xを更
新すると共に、カウンタにポート数Nを設定するように
構成すればよい。
番号Yの更新の様子を示す。図13を参照すると、ポー
ト数N=4の場合に、入力ポート番号Xは、4回の調停
処理毎に変更されるが、出力ポート番号Yは、調停処理
の度に変更されている。
力し(ステップ1202)、変数Bをポート数Nと比較
する(ステップ1203)。そして、変数BがN未満で
あれば、セレクタ部312が、入力バッファ選択処理を
実行する(ステップ1204)。もし、変数BがN以上
であれば、調停処理を終了する。
処理では、まず、番号Aの出力ポート(以下、出力ポー
トAと表記)において、番号Xの入力バッファ部(以
下、入力バッファAと表記)から始まる入力バッファ順
序で出力可能かどうか検査する。そして、入力バッファ
部は他の出力ポートへの出力許可を獲得しておらず、か
つその出力ポート宛にパケット出力準備ができていれ
ば、その入力バッファ部に出力ポートAにパケットを出
力することを許可する。入力バッファ部が他の出力ポー
トへの出力許可を獲得しているかどうかは、セレクタ部
312が保持する入力バッファ部別の内部変数により把
握できる。この内部変数は調停開始前に「0」にリセッ
トされ、入力バッファ部が出力許可を獲得する度に、対
応する内部変数を「1」に更新する。入力バッファ部が
出力ポート宛にパケット出力準備ができているかどうか
は、出力要求状況管理メモリ34に格納される出力要求
状況テーブルを参照することで把握できる。また、本実
施形態では、入力バッファ選択処理で出力可能か検査す
る入力バッファ部の順番は、若番順とし、番号N−1の
次は、番号0に帰着する。ただし、これは一例に過ぎ
ず、検査する順番を他の順番としても良いのは言うまで
もない。
入力バッファ選択処理が終了すると、変数Bに1を加算
し、変数Aを更新する(ステップ1205)。その後、
ステップ1203に戻って変数Bによる判定処理を実行
し、変数BがN未満であれば、出力ポートAに対する入
力バッファ選択処理を実行し、変数BがN以上であれ
ば、全ての出力ポートに対する入力バッファ選択処理が
完了したことになり、調停処理を終了する。本実施形態
では、入力バッファ選択処理を行う出力ポートの順番は
若番順とし、番号N−1の次は、番号0に帰着する。し
たがって、本実施形態のステップ1205では、変数A
に1を加算した値をポート数Nで除算した余りをAに上
書き設定する。ただし、これは一例に過ぎず、入力バッ
ファ選択処理を行う入力バッファ部の順番を他の順番と
しても良いのは言うまでもない。
は、出力許可信号送信部33を介して出力許可を入力バ
ッファ部10−1〜10−nに伝達すると共に、出力許
可に基づく入力ポート100−1〜100−nと出力ポ
ート101−1〜101−nの間でパケットがスイッチ
ングされるようにスイッチ交換部20を制御する。
装置において、調停処理を行う場合の動作例を示す。こ
こで、入出力ポート番号/入力バッファ番号としては
0、1、2、3が割り当てられるとする。出力要求状況
管理メモリ34に格納される出力要求状況テーブルを参
照することによって、入力バッファ部#0は、出力ポー
ト#2に出力準備ができている。入力バッファ部#1
は、出力ポート#0、#1、#2、#3に出力準備がで
きている。入力バッファ部#2は、出力ポート#1、#
3に出力準備ができている。入力バッファ部#3は、出
力ポート#0、#3に出力準備ができている。
ート番号Xと出力ポート番号Yをそれぞれ決定する。前
述の通り、入力ポート番号XはN回の調停処理毎に変更
されるが、出力ポート番号Yは、調停処理の度に変更さ
れる。本実施形態では、入力ポート番号XはX=3、出
力ポート番号YはY=2に決定されたとする。また、セ
レクタ部312は、変数AとBを用いた制御により、#
2→#3→#0→#1に従う出力ポート順で入力バッフ
ァ選択処理を行う。また、出力ポートにおける入力バッ
ファ選択処理では、#3→#0→#1→#2に従う入力
バッファ順で出力可能かどうか検査する。
の出力ポートの出力許可を獲得していないので、出力ポ
ート#2に対する入力バッファ選択処理では、入力バッ
ファ#3→#0→#1→#2に従う順序で検査した結
果、出力ポート#2は入力バッファ部#0に出力許可を
与える。
ァ選択処理を実行して、入力バッファ#3→#0→#1
→#2に従う順序で検査するが、出力ポート#3は入力
バッファ部#3に出力許可を与える。以下、出力ポート
#0→1の順で入力バッファ選択処理を実行して、空い
ている入力バッファ部のうち、それぞれ入力バッファ部
#1、2に出力許可を与える。
の出力ポートに対する入力バッファ選択処理が終了した
時点の状態を図15に示す。
択処理が終了したならば、出力要求状況管理メモリ34
に格納される出力要求状況テーブルの要素のうち、成立
した出力許可に相当する入力ポートと出力ポートの組み
合わせで決定される要素を「0」に設定する。また、メ
インアービタ部30は、成立した出力許可に相当する入
力ポートと出力ポートの間でパケットが交換されるよう
にスイッチ交換部20を制御する。
力ポート101−1〜101−nが順に出力許可を与え
る入力バッファ部を決定していくことにより、複数の入
力バッファ部10−1〜10−nからの出力要求が衝突
して所定の入力バッファ部10−1〜10−nがパケッ
トを送信できなくなるHOLブロッキングが発生するこ
とはなくなり、スループットの向上とバッファ溢れ頻度
の低減が達成される。
て、最初に入力バッファ選択処理を実行する出力ポート
101−1〜101−nを調停処理の実行するたびにず
らせていくので、出力ポート間で片寄ったパケットサー
ビスを提供しなくなる。
−nで実行される入力バッファ選択処理の入力バッファ
部10−1〜10−nの検査順序に関して、最初に検査
する入力バッファ部をポート数に相当する回数の調停処
理を実行するたびにずらせていくので、出力ポートは各
入力バッファ部に公平なパケットサービスを提供する。
を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定
されるものではない。
交換装置及びそのスイッチ制御方法ならびにスイッチ制
御プログラムを格納した記憶媒体によれば、各入力バッ
ファ部が順に出力許可を獲得する出力ポートを決定して
いくことにより、複数の入力バッファ部からの出力要求
が衝突した場合に、所定の入力バッファ部からパケット
を出力できなくなるHOLブロッキングが発生すること
を回避できるため、スループットの向上とバッファ溢れ
頻度の低減が達成されるという効果がある。
て、最初に出力ポート選択処理を実行する入力バッファ
部を調停処理の実行と共にずらせていくので、入力バッ
ファ間で公平なパケットサービスが実現される。
力ポート選択処理の宛先出力ポートの検査順序に関し
て、最初に検査する出力ポートをN回の調停処理を実行
すると共にずらせていくので、各入力バッファでは宛先
出力ポート間で公平なパケットサービスが実現される。
に出力許可を与える入力バッファ部を決定していくこと
により、複数の入力バッファ部からの出力要求が衝突し
た場合に、所定の入力バッファ部からパケットを出力で
きなくなるHOLブロッキングが発生することを回避で
きるため、スループットの向上とバッファ溢れ頻度の低
減が達成されるという効果がある。
て、最初に入力バッファ選択処理を実行する出力ポート
を調停処理の実行と共にずらせていくので、出力ポート
間で片寄ったパケットサービスを提供しなくなる。
ッファ選択処理の入力バッファ部の検査順序に関して、
最初に検査する入力バッファ部をN回の調停処理を実行
する度にずらせていく構成にしたので、出力ポートは各
入力バッファに公平なパケットサービスを提供すること
ができる。
の構成を示すブロック図である。
ービタ部の構成を示すブロック図である。
ットの一例を示す図である。
ットの一例を示す図である。
を示すブロック図である。
要求状況管理メモリに格納される出力要求状況テーブル
の例を示す図である。
制御部の構成を示すブロック図である。
作例を示すフローチャートである。
ポート番号Yの更新の様子を示す図である。
パケット交換装置により調停処理を行う場合の動作例を
示す図である。
対する出力ポート選択処理が終了した時点の状態を示す
図である。
他の動作例を示すフローチャートである。
出力ポート番号Yの更新の様子を示す図である。
のパケット交換装置により調停処理を行う場合の動作例
を示す図である。
る入力バッファ選択処理が終了した時点の状態を示す図
である。
ック図である。
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】パケット通信で用いられ、複数の入力ポー
トと複数の出力ポートとの間でスイッチングを行うパケ
ット交換装置において、 前記入力ポートごとに設けられ、対応する入力ポートに
到着するパケットを一時的に蓄積する入力バッファと、 前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を制御してパ
ケットを交換するスイッチ交換手段と、 前記入力バッファのうちのいずれに所定の前記出力ポー
トへの出力許可を与えるかを決定する調停処理を行うア
ービタとを備え、 前記アービタが、前記各入力バッファと前記各出力ポー
トとに関して、所定の順番で、前記入力バッファにおい
てパケット出力準備ができている宛先出力ポートと空き
状態の前記出力ポートとを比較し、一致する前記入力バ
ッファと前記出力ポートとを対応づけて出力許可を与
え、 前記アービタ手段が、 前記各入力バッファを、予め定められた順序にしたがっ
て着目し、 着目中の前記入力バッファに関して、予め定められた順
序にしたがって前記各出力ポートに対するパケット出力
が可能かどうかを順次検査することによりパケットの出
力先の宛先である出力ポートを決定する出力ポート選択
処理を行い、 最初に着目する前記入力バッファを、前記調停処理が行
われるたびに、前記入力バッファに着目する順序にした
がって更新し、前記出力ポート選択処理において最初に
検査対象となる前記出力ポートを、ポート数に相当する
回数の前記調停処理が行われるたびに、前記出力ポート
選択処理の検査対象とする順序にしたがって更新するこ
とを特徴とするパケット交換装置。 - 【請求項2】パケット通信で用いられ、複数の入力ポー
トと複数の出力ポートとの間でスイッチングを行うパケ
ット交換装置において、 前記入力ポートごとに設けられ、対応する入力ポートに
到着するパケットを一時的に蓄積する入力バッファと、 前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を制御してパ
ケットを交換するスイッチ交換手段と、 前記入力バッファのうちのいずれに所定の前記出力ポー
トへの出力許可を与えるかを決定する調停処理を行うア
ービタとを備え、 前記アービタが、前記各入力バッファと前記各出力ポー
トとに関して、所定の順番で、前記入力バッファにおい
てパケット出力準備ができている宛先出力ポートと空き
状態の前記出力ポートとを比較し、一致する前記入力バ
ッファと前記出力ポートとを対応づけて出力許可を与
え、 前記アービタ手段が、 前記出力ポートを、予め定められた順序にしたがって着
目し、着目中の前記出力ポートに関して、予め定められ
た順序にしたがって前記各入力バッファが該着目中の出
力ポートに対するパケット出力可能かどうかを順次検査
することにより該着目中の出力ポートを宛先としてパケ
ット出力を行う前記入力バッファを決定する入力バッフ
ァ選択処理を行い、 最初に着目する前記出力ポートを、前記調停処理が行わ
れるたびに、前記出力ポートに着目する順序にしたがっ
て更新し、前記入力バッファ選択処理において最初に検
査対象となる前記入力バッファを、ポート数に相当する
回数の前記調停処理が行われるたびに、前記入力バッフ
ァ選択処理の検査対象とする順序にしたがって更新する
ことを特徴とするパケット交換装置。 - 【請求項3】パケット通信で用いられ、複数の入力ポー
トと複数の出力ポートとの間のスイッチングを行うパケ
ット交換装置のスイッチ制御方法において、 前記入力ポートに到着したパケットを前記入力ポートに
対応して設けられたバッファ手段に一時的に蓄積し、 前記各バッファ手段と前記各出力ポートとに関して、所
定の順番で、前記バッファ手段においてパケット出力準
備ができている宛先出力ポートと空き状態の前記出力ポ
ートとを比較し、一致する前記入力バッファと前記出力
ポートとを対応づけて出力許可を与える調停処理を行
い、前記調停処理の結果に応じて、前記入力ポートと前
記出力ポートとの接続を制御してパケットを交換し、 前記調停処理において、 前記各入力バッファを、予め定められた順序にしたがっ
て着目し、 着目中の前記入力バッファに関して、予め定められた順
序にしたがって前記各出力ポートに対するパケット出力
が可能かどうかを順次検査することによりパケットの出
力先の宛先である出力ポートを決定する出力ポート選択
処理を行い、 最初に着目する前記入力バッファを、前記調停処理が行
われるたびに、前記入力バッファに着目する順序にした
がって更新し、 前記出力ポート選択処理において最初に検査対象となる
前記出力ポートを、ポート数に相当する回数の前記調停
処理が行われるたびに、前記出力ポート選択処理の検査
対象とする順序にしたがって更新することを特徴とする
スイッチ制御方法。 - 【請求項4】パケット通信で用いられ、複数の入力ポー
トと複数の出力ポートとの間のスイッチングを行うパケ
ット交換装置のスイッチ制御方法において、 前記入力ポートに到着したパケットを前記入力ポートに
対応して設けられたバッファ手段に一時的に蓄積し、前
記各バッファ手段と前記各出力ポートとに関して、所定
の順番で、前記バッファ手段においてパケット出力準備
ができている宛先出力ポートと空き状態の前記出力ポー
トとを比較し、一致する前記入力バッファと前記出力ポ
ートとを対応づけて出力許可を与える調停処理を行い、
前記調停処理の結果に応じて、前記入力ポートと前記出
力ポートとの接続を制御してパケットを交換し、 前記調停処理において、 前記出力ポートを、予め定められた順序にしたがって着
目し、 着目中の前記出力ポートに関して、予め定められた順序
にしたがって前記各入力バッファが該着目中の出力ポー
トに対するパケット出力可能かどうかを順次検査するこ
とにより該着目中の出力ポートを宛先としてパケット出
力を行う前記入力バッファを決定する入力バッファ選択
処理を行い、 最初に着目する前記出力ポートを、前記調停処理が行わ
れるたびに、前記出力ポートに着目する順序にしたがっ
て更新し、 前記入力バッファ選択処理において最初に検査対象とな
る前記入力バッファを、ポート数に相当する回数の前記
調停処理が行われるたびに、前記入力バッファ選択処理
の検査対象とする順序にしたがって更新することを特徴
とするスイッチ制御方法。 - 【請求項5】パケット通信で用いられ、複数の入力ポー
トと複数の出力ポートとの間のスイッチングを行うパケ
ット交換装置を制御して、スイッチングの制御を行うス
イッチ制御プログラムを格納した記憶媒体において、 前記入力ポートに到着したパケットを前記入力ポートに
対応して設けられたバッファ手段に一時的に蓄積し、 前記各バッファ手段と前記各出力ポートとに関して、所
定の順番で、前記バッファ手段においてパケット出力準
備ができている宛先出力ポートと空き状態の前記出力ポ
ートとを比較し、一致する前記入力バッファと前記出力
ポートとを対応づけて出力許可を与える調停処理を行
い、 前記調停処理の結果に応じて、前記入力ポートと前記出
力ポートとの接続を制御してパケットを交換し、 前記調停処理において、 前記各入力バッファを、予め定められた順序にしたがっ
て着目し、 着目中の前記入力バッファに関して、予め定められた順
序にしたがって前記各出力ポートに対するパケット出力
が可能かどうかを順次検査することによりパケットの出
力先の宛先である出力ポートを決定する出力ポート選択
処理を行い、 最初に着目する前記入力バッファを、前記調停処理が行
われるたびに、前記入力バッファに着目する順序にした
がって更新し、 前記出力ポート選択処理において最初に検査対象となる
前記出力ポートを、ポート数に相当する回数の前記調停
処理が行われるたびに、前記出力ポート選択処理の検査
対象とする順序にしたがって更新することを特徴とする
スイッチ制御プログラムを格納した記憶媒体。 - 【請求項6】パケット通信で用いられ、複数の入力ポー
トと複数の出力ポートとの間のスイッチングを行うパケ
ット交換装置を制御して、スイッチングの制御を行うス
イッチ制御プログラムを格納した記憶媒体において、 前記入力ポートに到着したパケットを前記入力ポートに
対応して設けられたバッファ手段に一時的に蓄積し、 前記各バッファ手段と前記各出力ポートとに関して、所
定の順番で、前記バッファ手段においてパケット出力準
備ができている宛先出力ポートと空き状態の前記出力ポ
ートとを比較し、一致する前記入力バッファと前記出力
ポートとを対応づけて出力許可を与える調停処理を行
い、 前記調停処理の結果に応じて、前記入力ポートと前記出
力ポートとの接続を制御してパケットを交換し、 前記調停処理において、 前記出力ポートを、予め定められた順序にしたがって着
目し、 着目中の前記出力ポートに関して、予め定められた順序
にしたがって前記各入力バッファが該着目中の出力ポー
トに対するパケット出力可能かどうかを順次検査するこ
とにより該着目中の出力ポートを宛先としてパケット出
力を行う前記入力バッファを決定する入力バッファ選択
処理を行い、 前記調停処理において、 最初に着目する前記出力ポートを、前記調停処理が行わ
れるたびに、前記出力ポートに着目する順序にしたがっ
て更新し、 前記入力バッファ選択処理において最初に検査対象とな
る前記入力バッファを、ポート数に相当する回数の前記
調停処理が行われるたびに、前記入力バッファ選択処理
の検査対象とする順序にしたがって更新することを特徴
とするスイッチ制御プログラムを格納した記憶媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16019099A JP3397173B2 (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | パケット交換装置及びそのスイッチ制御方法ならびにスイッチ制御プログラムを格納した記憶媒体 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16019099A JP3397173B2 (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | パケット交換装置及びそのスイッチ制御方法ならびにスイッチ制御プログラムを格納した記憶媒体 |
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---|---|
JP2000349765A JP2000349765A (ja) | 2000-12-15 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16019099A Expired - Fee Related JP3397173B2 (ja) | 1999-06-07 | 1999-06-07 | パケット交換装置及びそのスイッチ制御方法ならびにスイッチ制御プログラムを格納した記憶媒体 |
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