JP3588546B2 - Ａｔｍスイッチシステム及びセルトラヒック制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）方式にて情報通信を行うＡＴＭ交換機内に搭載されるＡＴＭスイッチシステム及びセルトラヒック制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速、広帯域な情報通信を提供するための一つの有力な手段として、ＡＴＭ方式を用いた通信網（以下では、ＡＴＭ網と呼ぶ）の構築が挙げられる。ＡＴＭ網では、セルと呼ばれる固定長（５３バイト；ヘッダ部が５バイト、ペイロード部が４８バイト）のバケットにて、通信情報の転送を行う。
【０００３】
上記のＡＴＭ方式にて、高速、広帯域な情報通信を実現するため、ＡＴＭ網内にてセルの蓄積、交換を行うＡＴＭスイッチシステムの開発が行われている。高スループットな（例えば、数十〜数百Ｇｂｉｔ／ｓ）ＡＴＭスイッチを実現する一つの方式として、小規模な単位スイッチを行方向、列方向に多数接続することにより構成される、多段スイッチ方式が考えられている。
【０００４】
図９は、単位スイッチ（１１１０〜１１１７、１１２０〜１１２７、１１３０〜１１３７）を行方向に８段、列方向に３段接続した多段スイッチシステムの一構成例を示す。図９の（ａ）では、多段スイッチシステムの一構成例を、図９の（ｂ）では、単位スイッチの一構成例を示している。本構成例では、単位スイッチでの１ポートあたりのスループットが２．４Ｇｂｉｔ／ｓである場合、多段スイッチシステム全体では、２．４×８×８＝約１６０Ｇｂｉｔ／ｓのスループットが提供できることとなる。
【０００５】
このような多段スイッチシステムを運用する際、各単位スイッチ内でのバッファ溢れによるセル廃棄（輻輳の発生）を防ぐことを目的とした、セルトラヒック制御が不可欠となる。図９の（ｂ）に示した単位スイッチ構成例では、スイッチ（１０１５）の出側ポート毎に搭載されているバッファ（１１６０〜１１６７）でのセル廃棄を防ぐような制御の実行がＡＴＭスイッチ内において必要となる。
【０００６】
ここで、ＡＴＭ方式での通信において提供されるサービスクラスの一つであるＡＢＲ（Ａｖａｉｌａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）サービスクラスを、上記スイッチシステムが搭載されたＡＴＭ網にて提供する場合を考える。図１０に、ＡＢＲサービスの概要を示す。ＡＢＲサービスでは、送信端末（２１）より、通信情報が含まれるセル（データセル）の他に、一定周期毎にＲＭセル（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔセル；資源管理セル）が受信端末（２２）宛に送出され（フォワードＲＭセル）、受信端末では、受け取ったＲＭセルを折り返し送信端末宛に送信する（バックワードＲＭセル）。その際、本ＲＭセル上には、通過するＡＴＭ網（２３）内のＡＴＭスイッチ（２４）や、折り返される受信端末により、ＡＴＭ網における輻輳状況が上書きされ、これらの情報は最終的にはバックワードＲＭセルを受信する送信端末宛に伝わることとなり、送信端末では、ＡＴＭ網内の輻輳状況に応じて、セル送出速度の変更を行う。なお、図１０において、ＲＭセルは斜線にて示している。
【０００７】
ＡＴＭスイッチや受信端末では、輻輳の発生、継続を防ぐために、ＲＭセル内の以下の情報を更新することにより、送信端末に対してセル転送速度の制御を依頼する。
・ＥＲ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｅｌｌ Ｒａｔｅ）：２バイト情報
明示的セル速度。送出可能なセル速度が記載。送信端末では、本値を越える速度でのセルの転送は許されない。
・ＣＩ（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）：１ビット情報
輻輳表示ビット。本ビット値の設定時には、送信端末では、セル転送速度を減少しなければならない。
・ＮＩ（Ｎｏ Ｉｎｃｒｅａｓｅ）：１ビット情報
速度増加禁止ビット。本ビット値の設定時には、送信端末では、セル転送速度を増加してはならない。
【０００８】
図９に示したような多段スイッチシステムを用いたＡＴＭ網においてＡＢＲサービスを提供する場合、多段スイッチを構成する各単位スイッチにおける輻輳の回避を行うよう、受信したＲＭセル内の各情報の更新を行うことが必要となる。ＲＭセル内のＥＲ値を更新する場合を考えると、本ＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクションが通過する全ての単位スイッチにおける輻輳状況を把握した上で、前記全ての単位スイッチにおいて輻輳が回避されるよう、該ＥＲ値の更新を行うことが望ましい。
【０００９】
図９に示した多段スイッチシステムにおいては、単位スイッチにおける輻輳状況（例えば、バッファ１１６０〜１１６７の蓄積セル数情報）は当該単位スイッチにおいて管理されている。そのため、単位スイッチにおいてＲＭセルを受信すれば、本単位スイッチは、自身の輻輳状況を元に、該ＲＭセル内の情報（ＥＲ値、ＣＩビット、ＮＩビット）を更新することが可能である。
【００１０】
ところで、通常は、多段スイッチシステム内を、フォワードＲＭセルやデータセルが転送されるルートと、バックワードＲＭセルが転送されるルートとは、異なるものとなる。図７の（ａ）に示すように、データセルの送信元であるソースとＡＴＭスイッチシステムとがリンクａにて、データセルの送信先であるデスティネーションとＡＴＭスイッチシステムとがリンクｂにて接続されているＡＴＭ通信網形態を考える。このとき、図７の（ｂ）に示すように、フォワードＲＭセルとデータセルは、リンクａを介してＡＴＭスイッチシステムに転送され、リンクｂを介してＡＴＭスイッチシステムより送出されるのに対し、バックワードＲＭセルは、リンクｂを介してＡＴＭスイッチシステムに転送され、リンクａを介してＡＴＭスイッチシステムより送出される。
【００１１】
図７の（ｃ）は、上記のフォワード方向に転送されるセル（フォワードＲＭセル、データセル）と、上記のバックワード方向に転送されるセル（バックワードＲＭセル）とがそれぞれ、ＡＴＭスイッチシステム内の多段スイッチシステム部内を通過するルートの一例を示したものである。フォワード方向に転送されるセルは、リンクａよりＡＴＭスイッチシステム内に入力され、ルートｘを通り、リンクｂより出力される。また、バックワード方向に転送されるセルは、リンクｂよりＡＴＭスイッチシステム内に入力され、ルートｙを通り、リンクａより出力される。図７の（ｃ）の例では、ルートｘが通過する単位スイッチは１１０、１２０、１３２であり、ルートｙが通過する単位スイッチは１１２、１２１、１３０である。
【００１２】
上述したように、ＲＭセルを受信したＡＴＭスイッチシステムでは、本スイッチシステム自身が被っている輻輳状況を表す情報（ＥＲ値、ＣＩビット、ＮＩビット）を該ＲＭセル上に上書きする。ＡＢＲコネクションに対する輻輳状況の迅速な通知を行いたいことを考えると、フォワードＲＭセルではなく、バックワードＲＭ上に該情報を上書きすることが望ましい。図７の（ｃ）の例では、フォワード方向に転送されるデータセルが通過するルートｘ上に存在する単位スイッチ１１０、１２０、１３２での輻輳状況を表す情報をバックワードＲＭセル上に上書きする必要がある。しかしながら、本スイッチシステム内をバックワードＲＭセルが通過するルートｙは、ルートｘとは異なり、単位スイッチ１１２、１２１、１３０を通過するため、これらの単位スイッチにおいては、ルートｘ上に存在する単位スイッチ１１０、１２０、１３２における輻輳状況を把握できておらず、必要な情報の該バックワードＲＭセル上への上書きを行うことができない。
【００１３】
これを解決するため、各単位スイッチでの出側ポート毎のセルトラヒック情報を、多段スイッチシステムを構成する全ての単位スイッチより収集できる多段スイッチ制御部（図９の（ａ）の１０１４）をＡＴＭスイッチシステム内に用意し、そして、自身の出側ポート毎の前記情報を、前記多段スイッチ制御部に対して通知を行う機能を各単位スイッチ上へ搭載することが必要となる。ここで、単位スイッチが通知する出側ポート毎のセルトラヒック情報とは、例えば、該出側ポートでの蓄積セル数や、該出側ポートへのセルの到着速度等を挙げることができる。
【００１４】
しかしながら、このような多段スイッチ制御部の設置、各単位スイッチへの前記情報の通知機能の搭載を行う場合、それによりスイッチシステム全体にて要する演算量、実装規模を考えると、現実システムでの実現は非常に困難であるものと思われる。例えば、図９の例においては、８×３＝２４個の単位スイッチ全てへの搭載が必要となり、これによる多段スイッチシステム全体の実装規模は大きくなるであろう。また、上記多段スイッチ制御部においても、図９の例においては、２４個の単位スイッチ各々から発せられるセルトラヒック情報を常に収集し、監視していく必要があり、この処理は、多段スイッチ制御部における演算量を非常に大きくしてしまうであろう。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来のＡＴＭスイッチシステムでは、本システムを構築する各単位スイッチにおける蓄積セル数、一定時間内の到着セル数等のセルトラヒック情報を管理するためには、これらの情報を通知する機能の搭載が単位スイッチ毎に必要となり、また、全ての単位スイッチより送出されるこれらの情報を統合し、本ＡＴＭスイッチシステムにおける輻輳制御を実行するための機能も必要となり、その結果、スイッチシステムの実装規模、演算量は巨大なものとなってしまうという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、各単位スイッチのセルトラヒック情報を統合し制御するための機能を搭載させないセルトラヒック制御を可能とし、その結果、スイッチシステムの実装規模や演算量の増大なしに実現を可能とするＡＴＭスイッチシステム及びセルトラヒック制御方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力されたセルの経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替えるスイッチ手段と、該スイッチ手段の入側に位置する入側セル処理手段と、該スイッチ手段の出側に位置する出側セル処理手段とを少なくとも具備するＡＴＭスイッチシステムであって、前記入側セル処理手段は、自システムの外部もしくは前記出側セル処理手段から受信したセルを前記スイッチ手段へ送出するものであり、前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したセルがＡＢＲサービスにおいて定義されるバックワードＲＭセルである場合に、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過した回数に基づいて、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とするか前記入側セル処理手段とするかを判断し、この判断結果に従って該バックワードＲＭセルを自システムの外部又は前記入側セル処理手段へ送出するとともに、該入側セル処理手段への送出にあたって該回数に基づいて該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正することによって、該バックワードＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクション上を転送されるセルトラヒックが前記スイッチ手段内を通過するルートと同一の第１のルート上を、該バックワードＲＭセルが転送されるように経路制御するものであることを特徴とする。
好ましくは、前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルのそれぞれについて、当該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を１回通過したセルであれば、前記第１のルート上を転送されるように、当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正した後に前記入側セル処理手段へ送出し、当該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を２回通過したセルであれば、当該バックワードＲＭセルが最初に前記スイッチ手段内を通過したルートと同一の第２のルート上を転送されるように、当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正した後に前記入側セル処理手段へ送出し、当該バックワードが前記スイッチ手段を３回通過したセルであれば、当該バックワードＲＭセルを自システムの外部へ送出するようにしてもよい。
好ましくは、前記入側セル処理手段は、自システムの外部より受信した前記バックワードＲＭセルに対して、第一のフィールドを付加し、該第一のフィールド内に、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが１回目であることを示す値を挿入し、前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルの前記第一のフィールド内の値が、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが１回目であることを示す値又は２回目であることを示す値である場合には、該バックワードＲＭセルの送出先を前記入側セル処理手段とすると判断し、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが３回目であることを示す値である場合には、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とすると判断し、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とすると判断した場合には、該バックワードＲＭセルより前記第一のフィールドを除去した後に、該バックワードＲＭセルを送出し、該バックワードＲＭセルの送出先を前記入側セル処理手段とすると判断した場合には、該バックワードＲＭセルの前記第一のフィールド内の値が、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが１回目であることを示す値であるときは、該第一のフィールド内の値を、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが２回目であることを示す値に変え、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが２回目であることを示す値であるときは、該第一のフィールド内の値を、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが３回目であることを示す値に変えた後に、該バックワードＲＭセルを送出するようにしてもよい。
また、本発明は、入力されたセルの経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替えるスイッチ手段と、該スイッチ手段の入側に位置する入側セル処理手段と、該スイッチ手段の出側に位置する出側セル処理手段とを少なくとも具備するＡＴＭスイッチシステムであって、前記入側セル処理手段は、自システムの外部もしくは前記出側セル処理手段から受信したセルを前記スイッチ手段へ送出するものであり、前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルのそれぞれについて、当該バックワードＲＭセルが、当該バックワードＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクション上を転送されるセルトラヒックが前記スイッチ手段内を通過するルートと同一の第1のルート上を未だ転送されていない第１の状態のセルであるときに、該第1のルート上を転送されるように当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正して前記入側セル処理手段へ送出する処理と、当該バックワードＲＭセルが、該第1のルート上を既に転送され且つ当該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段内を最初に通過したルートと同一の第２のルート上を再度転送されていない第２の状態のセルであるときに、該第２のルート上を再度転送されるように当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正して前記入側セル処理手段へ送出する処理と、当該バックワードＲＭセルが、該第1のルート上を既に転送され且つ該第２のルート上を再度転送された第３の状態のセルであるときに、当該バックワードＲＭセルを自システムの外部へ送出する処理とを行うものであることを特徴とする。
好ましくは、前記入側セル処理手段は、自システムの外部より受信した前記バックワードＲＭセルに対して、第一のフィールドを付加し、該第一のフィールド内に、前記第１の状態を示す値を挿入し、前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルの前記第一のフィールド内の値が、前記第１の状態を示す値又は前記第２の状態を示す値である場合には、該バックワードＲＭセルの送出先を前記入側セル処理手段とすると判断し、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが前記第３の状態を示す値である場合には、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とすると判断し、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とすると判断した場合には、該バックワードＲＭセルより前記第一のフィールドを除去した後に、該バックワードＲＭセルを送出し、該バックワードＲＭセルの送出先を前記入側セル処理手段とすると判断した場合には、該バックワードＲＭセルの前記第一のフィールド内の値が、前記第１の状態を示す値であるときは、該第一のフィールド内の値を、前記第２の状態を示す値に変え、前記第２の状態を示す値であるときは、該第一のフィールド内の値を、前記第３の状態を示す値に変えた後に、該バックワードＲＭセルを送出するようにしてもよい。
好ましくは、前記スイッチ手段は、単位スイッチを１個または複数個並設した単位スイッチ段を、複数段接続してなるようにしてもよい。
好ましくは、前記バックワードＲＭセルが前記第１のルート上を転送される際に、前記スイッチ手段内の前記第１のルート上の各単位スイッチがそれぞれ前記バックワードＲＭセル内に記載されているペイロード情報の修正を行うようにしてもよい。
また、本発明は、入力されたセルの経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替えるスイッチ手段と、該スイッチ手段の入側に位置する入側セル処理手段と、該スイッチ手段の出側に位置する出側セル処理手段とを少なくとも具備するＡＴＭスイッチシステムにおけるセルトラヒック制御方法であって、前記入側セル処理手段にて、自システムの外部もしくは前記出側セル処理手段から受信したセルを前記スイッチ手段へ送出するステップと、前記出側セル処理手段にて、前記スイッチ手段から受信したセルがＡＢＲサービスにおいて定義されるバックワードＲＭセルである場合に、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過した回数に基づいて、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とするか前記入側セル処理手段とするかを判断し、この判断結果に従って該バックワードＲＭセルを自システムの外部又は前記入側セル処理手段へ送出するとともに、該入側セル処理手段への送出にあたって該回数に基づいて該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正することによって、該バックワードＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクション上を転送されるセルトラヒックが前記スイッチ手段内を通過するルートと同一の第１のルート上を、該バックワードＲＭセルが転送されるように経路制御するステップとを有することを特徴とする。
また、本発明は、入力されたセルの経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替えるスイッチ手段と、該スイッチ手段の入側に位置する入側セル処理手段と、該スイッチ手段の出側に位置する出側セル処理手段とを少なくとも具備するＡＴＭスイッチシステムにおけるセルトラヒック制御方法であって、前記入側セル処理手段にて、自システムの外部もしくは前記出側セル処理手段から受信したセルを前記スイッチ手段へ送出するステップと、前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルのそれぞれについて、当該バックワードＲＭセルが、当該バックワードＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクション上を転送されるセルトラヒックが前記スイッチ手段内を通過するルートと同一の第1のルート上を未だ転送されていない第１の状態のセルであるときに、該第1のルート上を転送されるように当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正して前記入側セル処理手段へ送出し、当該バックワードＲＭセルが、該第1のルート上を既に転送され且つ当該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段内を最初に通過したルートと同一の第２のルート上を再度転送されていない第２の状態のセルであるときに、該第２のルート上を再度転送されるように当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正して前記入側セル処理手段へ送出し、当該バックワードＲＭセルが、該第1のルート上を既に転送され且つ該第２のルート上を再度転送された第３の状態のセルであるときに、当該バックワードＲＭセルを自システムの外部へ送出するステップとを有することを特徴とする。
【００２３】
なお、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立し、方法に係る本発明は装置に係る発明としても成立する。
また、装置または方法に係る本発明は、コンピュータに当該発明に相当する手順を実行させるための（あるいはコンピュータを当該発明に相当する手段として機能させるための、あるいはコンピュータに当該発明に相当する機能を実現させるための）プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても成立する。
【００２４】
本発明によれば、ＡＴＭスイッチシステムに到着したバックワードＲＭセルが、スイッチ手段内の所望の単位スイッチ上を転送されるための処理をスイッチ手段の前段及び後段にて行うことによって、輻輳制御時に必要となる輻輳情報の収集が、該情報の収集を行うバックワードＲＭセルを、該情報を保持する単位スイッチ上へ送出することで可能となるため、各単位スイッチにおけるセルトラヒック情報を一括管理するための機能を搭載させる必要がなく、その結果、実装規模、演算量を増大させることのないＡＴＭスイッチシステムの提供が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の形態を説明する。
図１に、本発明の一実施形態に係るＡＴＭスイッチシステムの基本構成例を示す。
【００２６】
本実施形態に係るＡＴＭスイッチシステムは、単位スイッチ（１１０〜１１７、１２０〜１２７、１３０〜１３７）を多段結合してなる多段スイッチシステム部４と入側セル処理部２、そして出側セル処理部３を備えており、多段スイッチシステム部４の入側単位スイッチ部（１１０〜１１７）の前に入側セル処理部２が、出側単位スイッチ部（１３０〜１３７）の後に出側セル処理部３がそれぞれ接続された構成をとっている。また、各単位スイッチ（１１０〜１１７、１２０〜１２７、１３０〜１３７）は、それぞれ、複数の入側ポートと複数の出側ポートを持ち、スイッチ（１４）の出側ポート側にバッファ（１５０〜１５７）が搭載される。
【００２７】
図１（ａ）においては、多段スイッチシステム部４として、単位スイッチ（１１０〜１１７、１２０〜１２７、１３０〜１３７）を行方向に８段、列方向に３段接続した構成例を示している。また、この場合、各単位スイッチ（１１０〜１１７、１２０〜１２７、１３０〜１３７）は、それぞれ、図１（ｂ）に示されるように、８つの入側ポートと８つの出側ポートを持ち、８つの出側ポート毎にバッファが搭載される。なお、以下の説明で具体例を用いるときはこの８段×３段の構成を用いるものとする。
【００２８】
入側セル処理部２では、ＡＴＭスイッチシステム外部、もしくは出側セル処理部３より転送されるセルに対して処理を施した後に、多段スイッチシステム部４（本構成例では入側単位スイッチ部１１０〜１１７）へ該セルを転送する。
【００２９】
出側セル処理部３では、多段スイッチシステム部４（本構成例では出側単位スイッチ部１３０〜１３７）より転送されるセルに対して処理を施した後に、ＡＴＭスイッチシステム外部、もしくは入側セル処理部２へ該セルを転送する。
【００３０】
図２は本実施形態に係る入側セル処理部２の機能ブロック図の一例である。
図２に示すように、本入側セル処理部２は、ＡＴＭスイッチシステム外部より、セルフォーマット変換部２２を介して到着したセルと、出側セル処理部３より到着したセルとを一旦蓄積し、多段スイッチシステム部４へ該セルを転送するセル蓄積部２１００〜２１０７、…、２１７０〜２１７７（図１にて例示した多段スイッチシステムの構成時にはセル蓄積部は８×８＝６４個用意される）と、ＡＴＭスイッチシステム外部より到着したセルのフォーマットを、該ＡＴＭスイッチシステム独自のセルフォーマットに変換した後に、セル蓄積部に対して転送するセルフォーマット変換部２２とを備えている。
【００３１】
図３は入側セル処理部２内に搭載されるセルフォーマット変換部２２で行われるセルフォーマットの変換例を示す。
セルフォーマット変換部２２では、ＡＴＭスイッチシステム外部より到着したセル（ヘッダ３３、ペイロード３４により構成）に対して、内部付加情報フィールド３１とループ情報フィールド３２を付加した後に、該セルをセル蓄積部に対して転送する。ここで、内部付加情報フィールド３１としては、例えば、該セルの転送先である多段スイッチシステム部４の出側ポート番号、該セルが多段スイッチシステム部４内を通過するルートを規定するルーチング情報等が挿入される。そして、ループ情報フィールド３２としては、該セルが多段スイッチシステム部内を通過した回数（出側セル処理部３内を通過した回数に等しい）に関する情報が記載される。本セルフォーマット変換部２２では、該ループ情報フィールドとして初期値、例えば“０”を挿入する。
【００３２】
図４は本実施形態に係る出側セル処理部３の機能ブロック図の一例である。
図４に示すように、本出側セル処理部３は、多段スイッチシステム部４より到着したセルに対して一定の処理を施した後に、該セル内情報に基づき該セルの転送先をＡＴＭスイッチシステム外部とするか、もしくは前記入側セル処理部２とするかを判断し、判断結果に従って該セルを転送するセル分岐部４１と、セル分岐部４１より到着した、該ＡＴＭスイッチシステム独自のフォーマットを持つセルを、通常のセルフォーマットに変換した後に、ＡＴＭスイッチシステム外部に対して転送するセルフォーマット変換部４２とを備えている。
【００３３】
図５にセル分岐部４１の動作概要のフローチャートを示す。
図５に示すように、セル分岐部４１に多段スイッチシステム部４からセルが到着すると（ステップＳ１０）、該セルが本ＡＴＭスイッチシステム内にてループ処理の対象セルであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。例えば、ＡＢＲサービスの提供時にバックワードＲＭをループ処理の対象セルとする場合、該セルがバックワードＲＭセルであるか否かを例えばセル内の情報をもとに判断する。
【００３４】
ループ処理の対象セルであれば、本セルのループ情報フィールド３２内の値が１以下となっているか否かを判断する（ステップＳ１２）。これは、該セルが本出側セル処理部に３回以上転送されているか否かを判断するためのステップである。
【００３５】
該値が１以下（０または１）であれば、該値を１加算した後に（ステップＳ１３）、再び多段スイッチシステム内を転送されるよう、本セルを入側セル処理部２宛に転送する（ステップＳ１４）。
【００３６】
また、ステップＳ１１にてループ処理の対象セルでないと判断されたセル、もしくは、ステップＳ１２にてループ情報内値が１以下でない（２である）セルは、ＡＴＭスイッチシステム外部へ転送される（ステップＳ１５）。入側セル処理部、もしくはＡＴＭスイッチシステム外部（実際は、セルフォーマット変換部４２）のいずれかに該セルを転送すれば、本セル分岐部での動作は終了となる（ステップＳ１６）。
【００３７】
図６は出側セル処理部３内に搭載されるセルフォーマット変換部４２で行われるセルフォーマットの変換例を示す。
セルフォーマット変換部４２では、入側セル処理部２内のセルフォーマット変換部２２にて付加された、内部付加情報フィールド３１とループ情報フィールド３２とを取り除いた後にヘッダを新たな値に付け替えて、該セルをＡＴＭスイッチシステム外部に転送する。
【００３８】
ところで、図５のステップＳ１１において、ループ処理の対象となるセルは、例えばＡＢＲサービスにおいて送信されるバックワードＲＭセルである。
ＡＢＲサービスの提供時には、ＡＢＲサービスを提供する仮想コネクション（以下では、ＡＢＲコネクションと記述する）が通過するＡＴＭスイッチシステムでは、該スイッチシステムの輻輳状況をＡＢＲコネクションの送信元端末に知らせるために、該端末にて生成、転送されるＲＭセル（資源管理セル）上に、輻輳状況を示す情報を上書きする。
【００３９】
ここでＡＴＭスイッチシステムによって上書きされる情報としては、次に示すものがＲＭセル内に用意されている。
・ＥＲ（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｃｅｌｌ Ｒａｔｅ）：２バイト情報
明示的セル速度。送出可能なセル速度が記載。送信端末では、本値を越える速度でのセルの転送は許されない。
・ＣＩ（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）：１ビット情報
輻輳表示ビット。本ビット値の設定時には、送信端末では、セル転送速度を減少しなければならない。
・ＮＩ（Ｎｏ Ｉｎｃｒｅａｓｅ）：１ビット情報
速度増加禁止ビット。本ビット値の設定時には、送信端末では、セル転送速度を増加してはならない。
【００４０】
上記ＲＭセルには、送信元端末より送信先端末宛に転送され、本ＲＭセルの監視対象となるデータセルと同一のルート上を転送されるフォワードＲＭセルと、送信先端末にて折り返し送信元端末宛に転送され、本ＲＭセルの監視対象となるデータセルとは異なるルート上を転送されるバックワードＲＭセルとの２種類に分類でき、これらは、ＲＭセル内のＤＩＲビットにより区別される。
【００４１】
ここで、バックワードＲＭセルに対して行われるループ処理の必要性について示す。図７に示すように、フォワードＲＭセル、データセルが入力されるリンクａとバックワードＲＭセルが入力されるリンクｂとは異なるものであるので、該リンクａと接続される該ＡＴＭスイッチシステムの入力ポート、出力ポートと、該リンクｂと接続される入力ポート、出力ポートとは、基本的に異なるものである（図７の（ａ），（ｂ））。そのために、リンクａよりリンクｂ宛に転送されるセル（フォワードＲＭセル、データセル）が多段スイッチシステム内を通過するルートｘと、リンクｂよりリンクａ宛に転送されるセル（バックワードＲＭセル）が多段スイッチシステム内を通過するルートｙとは異なるものとなる（図７の（ｃ））。
【００４２】
バックワードＲＭセル上に、ＥＲ値、ＣＩビット、ＮＩビットといった、多段スイッチシステム内の輻輳状況を表す情報を上書きする際には、フォワード方向に転送されるセルが通過するルートｘ上に存在する単位スイッチ１１０、１２０、１３２での輻輳状況が参照され、バックワードＲＭセル上に上書きされる必要がある。しかしながら、本スイッチシステム内をバックワードＲＭセルが通過するルートｙは、ルートｘとは異なり、単位スイッチ１１２、１２１、１３０を通過するため、これらの単位スイッチにおいては、ルートｘ上に存在する単位スイッチ１１０、１２０、１３２における輻輳状況を把握できておらず、必要な情報の該バックワードＲＭセル上への上書きを行うことができない。
【００４３】
そのため、本発明においては、多段スイッチシステム内において、前記バックワードＲＭセルがフォワード方向に転送されるセルが通過するルート（ルートｘ）と同一のルート上を転送されるように、ループ処理を行う。
【００４４】
図８に、本発明のＡＴＭスイッチシステムにおいてバックワードＲＭセルに対して行うループ処理の概要を示す。ここで述べるループ処理とは、本ＲＭセルに対して輻輳状況を記載すべき単位スイッチ（１１０、１２０、１３２）上をバックワードＲＭセルが通過するように、入側セル処理部２、出側セル処理部３にて行われる処理のことをいう。なお、図８では、フォワード方向に転送されるセルは入側セル処理部のポート（１）よりＡＴＭスイッチシステムに到着し、出側セル処理部のポート（２）よりＡＴＭスイッチシステム外へ転送され、また、バックワード方向に転送されるセルは入側セル処理部のポート（３）よりＡＴＭスイッチシステムに到着し、出側セル処理部のポート（４）よりＡＴＭスイッチシステム外へ転送されている。
【００４５】
ポート（３）よりＡＴＭスイッチシステムに到着したバックワードＲＭセルは、入側セル処理部２により初期値０が記載されたループ情報フィールドが付与された後に、ルートｙに沿ってポート（４）宛に多段スイッチシステム部内を転送され（図８中、５１の経路）、出側セル処理部３にて受信される。出側セル処理部３では、受信したバックワードＲＭセルのループ情報フィールド値が０であることを確認すれば、本フィールド値を１とした後に、本ＲＭセルがルートｘを転送されるように、ルートｘが通過する入側セル処理部２内のセル蓄積部へ本ＲＭセルを転送する。このとき、出側セル処理部３は、ポート（１）より到着するセルを一旦蓄積するセル蓄積部と同一のセル蓄積部へ該ＲＭセルを転送することとなる。
【００４６】
再び入側セル処理部２へ転送されたバックワードＲＭセルは、今度はルートｘに沿って多段スイッチシステム部内を転送され（図８中、５２の経路）、再び出側セル処理部３にて受信される。バックワードＲＭセルがルートｘに沿ってポート（２）宛に多段スイッチシステム部内を転送される場合は、本ＲＭセルは輻輳状況を直接観測している単位スイッチ（１１０、１２０、１３２）上を通過しているので、該単位スイッチは輻輳状況を表す情報を該ＲＭセルに上書きできる。このとき、各単位スイッチでは、受信したバックワードＲＭセル内のループ情報フィールドが１である場合に限り、自身の輻輳状況を表す情報を上書きできるものとする。出側セル処理部３では、受信したバックワードＲＭセルのループ情報フィールド値が１であることを確認すれば、本フィールド値を２とした後に、本ＲＭセルがルートｙを転送されるように、ルートｂが通過する入側セル処理部２内のセル蓄積部へ本ＲＭセルを転送する。このとき、出側セル処理部３は、ポート（３）より到着するセルを一旦蓄積するセル蓄積部と同一のセル蓄積部へ該ＲＭセルを転送することとなる。
【００４７】
三たび入側セル処理部２へ転送されたバックワードＲＭセルは、今度はルートｙに沿ってポート（４）宛に多段スイッチシステム部内を転送され（図８中、５３の経路）、三たび出側セル処理部３にて受信される。このとき、出側セル処理部３では、受信したバックワードＲＭセルのループ情報フィールド値が２であることを確認し、本フィールドを取り除いた後に、ポート（４）よりＡＴＭスイッチシステム外部へ該ＲＭセルを転送する。
【００４８】
なお、上述した、出側セル処理部３にて行われる、入側セル処理部２へのバックワードＲＭセルの転送処理であるが、図８に示したポート（２）とポート（３）、そしてポート（４）とポート（１）は通常は同一のポート番号が割り当てられるため、この転送処理は非常に簡単に行うことができる。これは、同一ノード間の通信の際に設定されるフォワード方向の仮想コネクションとバックワード方向の仮想コネクションとは同一のリンクを通過するように設定され、また、ＶＰＩ／ＶＣＩも同一の値が用いられるためである。
【００４９】
ところで、上記した説明では、ループ情報フィールド３２内の値の一例として、１回目のループに０を、２回目のループに１を、３回目のループに２を用いているが、これに限定されるものではなく、もちろん、ループ回数が識別できれば他の値を用いても構わない。ただし、１〜３回目のループに０〜３の範囲内の整数値を用いるとループ情報フィールド３２が２ビットで済むので好ましい。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態で示した各機能は、ソフトウェアとしても実現可能である。
また、本発明の実施の形態は、コンピュータに所定の手順を実行させるための（あるいはコンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュータに所定の機能を実現させるための）プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体として実施することもできる。
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、ＡＴＭスイッチシステムに到着したバックワードＲＭセルが、スイッチ手段内の所望の単位スイッチ上を転送されるための処理をスイッチ手段の前段及び後段にて行うことによって、輻輳制御時に必要となる輻輳情報の収集が、該情報の収集を行うバックワードＲＭを、該情報を保持する単位スイッチ上へ送出することで可能となるため、各単位スイッチにおけるセルトラヒック情報を一括管理するための機能を搭載させる必要がなく、その結果、実装規模、演算量を増大させることのないＡＴＭスイッチシステムの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＡＴＭスイッチシステムの基本構成例を示す図
【図２】同実施形態に係る入側セル処理部の機能ブロック図
【図３】セルフォーマット変換部で行われるセルフォーマットの変換例を示す図
【図４】同実施形態に係る出側セル処理部の機能ブロック図
【図５】セル分岐部の動作概要を示すフローチャート
【図６】セルフォーマット変換部で行われるセルフォーマットの変換例を示す図
【図７】ＡＢＲサービス提供時のフォワードＲＭセル、バックワードＲＭセルの転送ルートの概要を示す図
【図８】バックワードＲＭセルに対して行うループ処理の概要を示す図
【図９】従来の多段スイッチシステムの構成例を示す図
【図１０】ＡＢＲサービスでのＲＭセルの流れを説明するための図
【符号の説明】
２…入側セル処理部
３…出側セル処理部
４…多段スイッチシステム部
１４…スイッチ
２２…セルフォーマット変換部
４１…セル分岐部
４２…セルフォーマット変換部
１１０，１１７、１２０，１２７、１３０，１３７…単位スイッチ
１５０，１５７…バッファ
２１００，２１０７、２１７０，２１７７…セル蓄積部

Claims (9)

1. 入力されたセルの経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替えるスイッチ手段と、該スイッチ手段の入側に位置する入側セル処理手段と、該スイッチ手段の出側に位置する出側セル処理手段とを少なくとも具備するＡＴＭスイッチシステムであって、
   前記入側セル処理手段は、自システムの外部もしくは前記出側セル処理手段から受信したセルを前記スイッチ手段へ送出するものであり、
   前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したセルがＡＢＲサービスにおいて定義されるバックワードＲＭセルである場合に、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過した回数に基づいて、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とするか前記入側セル処理手段とするかを判断し、この判断結果に従って該バックワードＲＭセルを自システムの外部又は前記入側セル処理手段へ送出するとともに、該入側セル処理手段への送出にあたって該回数に基づいて該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正することによって、該バックワードＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクション上を転送されるセルトラヒックが前記スイッチ手段内を通過するルートと同一の第１のルート上を、該バックワードＲＭセルが転送されるように経路制御するものであることを特徴とするＡＴＭスイッチシステム。
2. 前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルのそれぞれについて、当該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を１回通過したセルであれば、前記第１のルート上を転送されるように、当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正した後に前記入側セル処理手段へ送出し、当該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を２回通過したセルであれば、当該バックワードＲＭセルが最初に前記スイッチ手段内を通過したルートと同一の第２のルート上を転送されるように、当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正した後に前記入側セル処理手段へ送出し、当該バックワードが前記スイッチ手段を３回通過したセルであれば、当該バックワードＲＭセルを自システムの外部へ送出することを特徴とする請求項１に記載のＡＴＭスイッチシステム。
3. 前記入側セル処理手段は、自システムの外部より受信した前記バックワードＲＭセルに対して、第一のフィールドを付加し、該第一のフィールド内に、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが１回目であることを示す値を挿入し、
   前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルの前記第一のフィールド内の値が、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが１回目であることを示す値又は２回目であることを示す値である場合には、該バックワードＲＭセルの送出先を前記入側セル処理手段とすると判断し、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが３回目であることを示す値である場合には、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とすると判断し、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とすると判断した場合には、該バックワードＲＭセルより前記第一のフィールドを除去した後に、該バックワードＲＭセルを送出し、該バックワードＲＭセルの送出先を前記入側セル処理手段とすると判断した場合には、該バックワードＲＭセルの前記第一のフィールド内の値が、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが１回目であることを示す値であるときは、該第一のフィールド内の値を、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが２回目であることを示す値に変え、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが２回目であることを示す値であるときは、該第一のフィールド内の値を、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが３回目であることを示す値に変えた後に、該バックワードＲＭセルを送出することを特徴とする請求項１または２に記載のＡＴＭスイッチシステム。
4. 入力されたセルの経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替えるスイッチ手段と、該スイッチ手段の入側に位置する入側セル処理手段と、該スイッチ手段の出側に位置する出側セル処理手段とを少なくとも具備するＡＴＭスイッチシステムであって、
   前記入側セル処理手段は、自システムの外部もしくは前記出側セル処理手段から受信したセルを前記スイッチ手段へ送出するものであり、
   前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルのそれぞれについて、当該バックワードＲＭセルが、当該バックワードＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクション上を転送されるセルトラヒックが前記スイッチ手段内を通過するルートと同一の第1のルート上を未だ転送されていない第１の状態のセルであるときに、該第1のルート上を転送されるように当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正して前記入側セル処理手段へ送出する処理と、当該バックワードＲＭセルが、該第1のルート上を既に転送され且つ当該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段内を最初に通過したルートと同一の第２のルート上を再度転送されていない第２の状態のセルであるときに、該第２のルート上を再度転送されるように当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正して前記入側セル処理手段へ送出する処理と、当該バックワードＲＭセルが、該第1のルート上を既に転送され且つ該第２のルート上を再度転送された第３の状態のセルであるときに、当該バックワードＲＭセルを自システムの外部へ送出する処理とを行うものであることを特徴とするＡＴＭスイッチシステム。
5. 前記入側セル処理手段は、自システムの外部より受信した前記バックワードＲＭセルに対して、第一のフィールドを付加し、該第一のフィールド内に、前記第１の状態を示す値を挿入し、
   前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルの前記第一のフィールド内の値が、前記第１の状態を示す値又は前記第２の状態を示す値である場合には、該バックワードＲＭセルの送出先を前記入側セル処理手段とすると判断し、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過するのが前記第３の状態を示す値である場合には、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とすると判断し、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とすると判断した場合には、該バックワードＲＭセルより前記第一のフィールドを除去した後に、該バックワードＲＭセルを送出し、該バックワードＲＭセルの送出先を前記入側セル処理手段とすると判断した場合には、該バックワードＲＭセルの前記第一のフィールド内の値が、前記第１の状態を示す値であるときは、該第一のフィールド内の値を、前記第２の状態を示す値に変え、前記第２の状態を示す値であるときは、該第一のフィールド内の値を、前記第３の状態を示す値に変えた後に、該バックワードＲＭセルを送出することを特徴とする請求項４に記載のＡＴＭスイッチシステム。
6. 前記スイッチ手段は、単位スイッチを１個または複数個並設した単位スイッチ段を、複数段接続してなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＡＴＭスイッチシステム。
7. 前記バックワードＲＭセルが前記第１のルート上を転送される際に、前記スイッチ手段内の前記第１のルート上の各単位スイッチがそれぞれ前記バックワードＲＭセル内に記載されているペイロード情報の修正を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＡＴＭスイッチシステム。
8. 入力されたセルの経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替えるスイッチ手段と、該スイッチ手段の入側に位置する入側セル処理手段と、該スイッチ手段の出側に位置する出側セル処理手段とを少なくとも具備するＡＴＭスイッチシステムにおけるセルトラヒック制御方法であって、
   前記入側セル処理手段にて、自システムの外部もしくは前記出側セル処理手段から受信したセルを前記スイッチ手段へ送出するステップと、
   前記出側セル処理手段にて、前記スイッチ手段から受信したセルがＡＢＲサービスにおいて定義されるバックワードＲＭセルである場合に、該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段を通過した回数に基づいて、該バックワードＲＭセルの送出先を自システムの外部とするか前記入側セル処理手段とするかを判断し、この判断結果に従って該バックワードＲＭセルを自システムの外部又は前記入側セル処理手段へ送出するとともに、該入側セル処理手段への送出にあたって該回数に基づいて該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正することによって、該バックワードＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクション上を転送されるセルトラヒックが前記スイッチ手段内を通過するルートと同一の第１のルート上を、該バックワードＲＭセルが転送されるように経路制御するステップとを有することを特徴とするセルトラヒック制御方法。
9. 入力されたセルの経路を該セル内に付された経路情報に従って切り替えるスイッチ手段と、該スイッチ手段の入側に位置する入側セル処理手段と、該スイッチ手段の出側に位置する出側セル処理手段とを少なくとも具備するＡＴＭスイッチシステムにおけるセルトラヒック制御方法であって、
   前記入側セル処理手段にて、自システムの外部もしくは前記出側セル処理手段から受信したセルを前記スイッチ手段へ送出するステップと、
   前記出側セル処理手段は、前記スイッチ手段から受信したバックワードＲＭセルのそれぞれについて、当該バックワードＲＭセルが、当該バックワードＲＭセルに対応するフォワード方向に設定された仮想コネクション上を転送されるセルトラヒックが前記スイッチ手段内を通過するルートと同一の第1のルート上を未だ転送されていない第１の状態のセルであるときに、該第1のルート上を転送されるように当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正して前記入側セル処理手段へ送出し、当該バックワードＲＭセルが、該第1のルート上を既に転送され且つ当該バックワードＲＭセルが前記スイッチ手段内を最初に通過したルートと同一の第２のルート上を再度転送されていない第２の状態のセルであるときに、該第２のルート上を再度転送されるように当該バックワードＲＭセル内の経路情報を修正して前記入側セル処理手段へ送出し、当該バックワードＲＭセルが、該第1のルート上を既に転送され且つ該第２のルート上を再度転送された第３の状態のセルであるときに、当該バックワードＲＭセルを自システムの外部へ送出するステップとを有することを特徴とするセルトラヒック制御方法。

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