JP4015358B2 - マルチキャスト通信中継方式 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインターネット／イントラネットでフレームの中継装置におけるマルチキャスト通信中継方式に関する。
【０００２】
インターネット／イントラネットで行う通信は１対１型のユニキャスト通信と，１対Ｎのマルチキャストがある。マルチキャストの仕組みは既存のものであったが，従来の適用対象は，ネットワーク制御用の各種制御用プロトコルによる利用が多く，アプリケーションによる利用は多くはなかったため，マルチキャストの利用頻度及びトラフィック量は，ユニキャストに比べて大きなものではなかった。
【０００３】
しかし，インターネットの利用形態の多様化に伴い，今後は，ネットオークション，ネットゲーム，動画配信を例とする各種アプリケーションによるマルチキャストの利用が増えていくと予想されるが，マルチキャストを用いるアプリケーションの増加に伴い，今後マルチキャスト・トラフィックの流量は急増することが予想されるため，中継装置には，マルチキャスト・トラフィックを高速に中継する性能が必要になると予想される。
【０００４】
中継装置の高速化を図る際には，装置が受信したフレームを，一旦格納するためのＦＩＦＯ型バッファであるキューの構成が１つのポイントとなる。すなわち，中継装置は，その動作手順として，受信フレームを一旦キューにエンキューした後，キューの先頭から順番にフレームを出力して，キューからデキューすることで，受信フレームを順次中継していくような手順を踏むことが多く，装置に入力した一つのフレームを複製して複数のインターフェースに対して出力するマルチキャストでは，このフレームの複製や複数インターフェースへの出力を行うためのキューの構成及び使い方が，高速化を図る上で重要になる。
【０００５】
【従来の技術】
マルチキャストを行うためのキューの構成方法に関する従来の技術を以下に説明する。
【０００６】
図２０はデキュー時にフレームを複製する方法を示す図である。図中，８０はフレーム入力，８１は中継装置，８２ａ，８２ｂ，…８２ｎはＦＩＦＯ型のキュー，８３ａ，８３ｂはキュー８２ａに格納されたフレーム，８４ａ，８４ｂはフレーム出力用の各インターフェースである。
【０００７】
この例は，マルチキャスト用のキューを用いたフレーム８０の中継手段として，マルチキャスト用のキュー８２ａ，８２ｂ，…８２ｎを用意し，マルチキャスト用のキューのいずれかに該フレーム８０をエンキューした後，そのキューから出力先である各同報先インターフェース（Ｎ個）宛に，Ｎ回に分けてフレームを出力するという方法である。その際のマルチキャスト中継動作の概要を以下に記す。
【０００８】
▲１▼フレームの出力先（同報先）インターフェースを決定後，マルチキャスト用のキュー８２ａ，８２ｂ，…８２ｎのうちのいずれかに，フレームをエンキューする。その際は，各フレームに同報先インターフェースのリストも付与しておく。
【０００９】
▲２▼全てのキューのうち，いずれのキューからフレームをデキューするかを，スケジューリングアルゴリズムにより決定する。
【００１０】
▲３▼スケジューリングの結果，デキュー対象と決定したキューがマルチキャスト用のキューのうちのいずれかであれば，このキューの中の先頭フレーム８３ａを，同報先の全てのインターフェース（８４ａ，８４ｂ），又は同報先インターフェースのいずれかのインターフェースに対して出力し，全ての同報先インターフェースに対してフレームを送信した後に，デキュー処理を行う。
【００１１】
この図２０に示すデキュー時にフレームを複製する方法は，マルチキャストフレームのエンキュー時に，フレームのコピー処理が不要であることから，コピーによる装置の中継性能の劣化が発生しないため，マルチキャスト中継処理の高速化に有利であるという長所を持つ。
【００１２】
一方，この方法は，ある出力先インターフェースが輻輳しており，キューの先頭フレームをそのインターフェースに対して出力することができない場合，この先頭フレームのデキューが完了しないため，後続のフレームを出力できないという短所を持つ。
【００１３】
ここで短所として示した問題は，一般にブロッキングと呼ばれる。即ち，キューの特性として，キューの先頭のフレームの出力を完了しないと同一キュー内のそれ以降のフレームを出力する事はできないという特性があるため，宛先インターフェースから，バックプレッシャ（受信先から送信元側に対して送信の抑制を要求すること）がかかる等の理由でフレームの出力を完了できないと，キューの先頭以降のフレームの出力ができなくなるという問題があり，このことを「ブロッキング」と呼ぶ。
【００１４】
図２１は中継装置の構成例であり，回線終端用インターフェース収容部を複数有する例であり，このような構成ではブロッキングの影響が大きい。図中，８５，８７は回線終端用インターフェース収容部，８５ａ，８７ａは回線終端用インターフェース，８５ｂ，８７ｂはスイッチ接続用インターフェース，８６はスイッチング機構を備えるスイッチ（スイッチファブリックと呼ぶ場合もある），８６ａ，８６ｂは回線終端用インターフェース収容部接続用インターフェースである。
【００１５】
回線終端用インターフェース収容部８５，８７は同一収容部内に収容するインターフェース８５ａと８５ｂ，８７ａと８５ｂの間の中継を直接行うローカルスイッチを備え，スイッチ８６は回線終端用インターフェース収容部８５，８７を論理的に接続する。フレームの中継装置では，ブロッキングの影響は大きく，中継装置が回線からフレームを受信した際にそのフレームを受信したインターフェースを収容する回線終端用インターフェース収容部において，その収容部に直接接続された回線への出力が完了できずに入力側収容部のマルチキャストキュー全体がブロッキングを起こした場合，スイッチ接続用インターフェースに対して行うフレームの出力が全て停止してしまう。
【００１６】
図２２はエンキュー時にフレームを複製する方法を示し，図中の８０，８１，８２ａ〜８２ｎ，８３ａ，８３ｂ，８４ａ，８４ｂの各符号は上記図２０の同一符号の各部と同じである。
【００１７】
この図２２の方法はマルチキャスト中継時の上記「ブロッキング」を回避するキューの構成方法として，出力先インターフェース毎に別々のキューを用意し，且つエンキュー時にはフレームの各同報先インターフェースに対応するキューにフレームをコピーしてからエンキューするような方法がある。その際のマルチキャスト中継動作の概要を以下に説明する。
【００１８】
▲１▼フレームの出力先（同報先）インターフェースを決定後，同報先の複数の出力先インターフェースごとに，フレームをコピーして，各インターフェース毎にユニークな出力先インターフェースに対応するキューに，フレームをエンキューする（図２２ではキュー８２ａ，８２ｎにコピーしてフレーム８３ａ，８３ｂが格納される）。
【００１９】
▲２▼全てのキューのうち，いずれのキューからフレームをデキューするかを，スケジューリングアルゴリズムにより決定する。
【００２０】
▲３▼スケジューリングの結果デキュー対象と決定したキューの中の先頭フレームを，デキューする。
【００２１】
▲４▼デキューされたフレームを，宛先インターフェースに対して出力する。
【００２２】
この図２２の方法は，出力先インターフェースが輻輳しても，デキューが止まるキューは該インターフェースに対応するキューのみであり，別のインターフェースに対応するキューからの出力を阻害しない（ブロッキングが発生しない）という長所を持つ。その一方で，マルチキャストフレームのエンキュー時に、同報先インターフェースの数だけフレームをコピーするため，フレームのコピー処理を行うための時間がかかり，装置の中継性能の高速化を図る際に問題となる。
【００２３】
上記図２２の方法の短所として挙げた「コピー処理」の負荷を軽減する手法としては，コピー時にはフレームの「実体をコピー」するのではなく，フレームの実体は一つのフレームとして管理し，この実体を指す「ポインタをコピー」して複数のキューにエンキューする方法もある。この手法を用いれば，コピー時のオーバヘッドを大幅に軽減することができるが，コピーのためのオーバヘッドが発生することに変りはないため，完全な解決にはならない。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
フレームの中継装置におけるマルチキャスト通信の中継方式として，
デキュー時にフレームを複製する上記図２０の方法では，ある出力先インターフェースが輻輳してキューの先頭フレームをそのインターフェースに対して出力することができない場合に，この先頭フレームのデキューが完了しないために後続のフレームを出力できない（ブロッキングが発生する）という問題がある。
【００２５】
また，上記図２２のエンキュー時にフレームを複製する方法では，マルチキャストフレームのエンキュー時に、同報先インターフェースの数だけフレームをコピーするため，このフレームのコピー処理の時間が，装置の中継性能の高速化を図る上で問題となっている。
【００２６】
本発明では，中継性能の劣化を起こさないように，エンキュー時にはフレームのコピーを行わず，デキュー時にフレームを複製するアプローチを取りつつ，ブロッキングの発生による中継性能の劣化の影響を軽減することができるマルチキャスト通信中継方式を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の第１の原理構成を示す図である。図中，１は回線終端用インターフェース（ＩＦで表示）収容部，１０は複数の各回線が終端する回線終端用インターフェース（ＩＦ），１１は次段に設けられたスイッチに接続されるスイッチ接続用インターフェース（ＩＦで表示），２は回線終端用インターフェース同士の間の接続，回線終端用インターフェースとスイッチ用インターフェース間，またはスイッチ用インターフェース同士の間の接続を行うローカルスイッチである。２０〜２５ｂはローカルスイッチ２を構成する要素であり，以下にその機能を説明する。
【００２８】
２０はメモリで構成されたマルチキャストのためのフレームを格納する複数のキューを備えたマルチキャストキュー群（図では各個別キューは１つのキューだが，実際は個別キューが複数のキューで構成されていても良い）であり，２０ａ，２０ｂ，…，２０ｎは個別のキューを表す。
【００２９】
２１はエンキュー制御部であり，回線終端用インターフェース収容部１に入力したフレームの同報先を獲得したり，そのリストをそのフレームに付与する機能や，フレームの同報先として次の(1) 〜(3) の組み合わせ条件に応じてマルチキャストキュー群２０の中の１つまたは複数のキューを選択する機能を備える。
【００３０】
(1) 該収容部１が収容する回線終端用インターフェース１０のみ
(2) 該収容部１が収容するスイッチ接続用インターフェース１１のみ
(3) 該収容部１が収容する回線終端用インターフェース１０及びスイッチ接続用インターフェース１１の両方
２２はキュー管理部であり，マルチキャストキュー群２０の中からフレームを出力するキューを選択するスケジュールの機能や，エンキューされたフレーム長の総和を管理し，一定の閾値を越えた場合，そのキューへのエンキューを停止させる機能を備える。２３はキュー管理部２２が選択したキューの先頭フレームについて，そのフレームに付与された同報先インターフェースのリストに基づき，そのリストが示す全ての同報先の回線終端用インターフェースまたはスイッチ接続用インターフェースに対して連続的にそのフレームの出力（同報）を行うフレーム出力部である。なお，あるタイムスロットでキュー管理部２２のスケジュール機能で選択したキューからの先頭フレームの同報，そのリストが示す全ての同報先のインターフェースに対して連続的に行い，その後スケジュール機能でフレームを出力する次のキューを選択しているが，あるタイムスロットで選択したキューについて，先頭フレームの同報を同報先のインターフェースのうち未出力な１つのインターフェースに対してのみ送信し，次のタイムスロットではスケジューラは次に出力するキューを再び選択するようにしてもよい（時分割でフレームを出力するキューを選択する）。
【００３１】
２４ａは１または複数の回線終端用インターフェース１０から受信したデータを多重する第１多重部，２４ｂは第１多重部２４ａ及び１つのスイッチ接続用インターフェース１１から受信したデータを多重する第２多重部，２５ａはマルチキャストキュー群２０から送信されたデータをフレーム出力部２３の制御により後述する第２分離部２５ｂとスイッチ接続用インターフェース１１の何れかに対して送信する第１分離部，２５ｂは第１分離部２５ａから出力されたデータをフレーム出力部２３の制御により何れかの回線終端用インターフェース１０に送信する第２分離部である。
【００３２】
回線終端用インターフェース収容部１は，中継装置（後述する図３参照）の構成要素となる装置であり，回線終端用インターフェース収容部の内部のローカルスイッチで回線終端用インターフェース相互のスイッチングが行われ，スイッチにより複数の回線終端用インターフェース収容部１間のスイッチングが行われる。また，ａは回線終端用インターフェース１０に接続された受信，送信の回線，ｂは回線ａが接続された相手側装置から発生するバックプレッシャが入力する線，ｃはスイッチ接続用インターフェース１１に接続されたスイッチ（図１では図示省略され，後述する図３の４に対応）からの受信，送信の回線，ｄは該スイッチから発生するバックプレッシャが入力する線である。なお，バックプレッシャは，この回線接続用インターフェース収容部１に接続された回線の相手側が輻輳して，その回線と接続するインターフェース宛にはフレームを出力できないことを当該収容部内のキュー管理部２２に対して通知する信号を表す。
【００３３】
エンキュー制御部２１は回線終端用インターフェース１０から第１多重部２４ａ，第２の多重部２４ｂを介して受信するフレームに対して別に供給されるか，フレームに付加された同報先インターフェースのリストをエンキュー制御部２１により獲得（取り出）し，その後キューにフレームを格納してそのフレームに同報先インターフェースのリストを付与する。また，取り出した同報先インターフェースのリストに基づき，そのフレームのエンキュー先のキューをマルチキャストキュー群２０の中から選択する。この時，同報先が上記したようにこの回線終端用インターフェース収容部１が収容する回線終端用インターフェース１０のみの場合は回線終端用インターフェース宛フレームを格納するためのキューの中の１つのキューを選択し，この回線終端用インターフェース収容部１が収容するスイッチ接続用インターフェース１１のみの場合もスイッチ接続用インターフェース宛フレームを格納するためのキューの中の１つのキューを選択し，同報先がこの回線終端用インターフェース収容部１が収容する回線終端用インターフェース１０及びスイッチ接続用インターフェース１１の両方の場合は，回線終端用のインターフェース用のキューと，スイッチ接続用インターフェースの両方を宛先とするフレームを格納するためのキューの中の１つを選択し，それぞれ選択したキューにフレームを格納する。
【００３４】
この図１に示す第１の原理構成では，キュー管理部２２は，マルチキャストキュー群２０の中から，バックプレッシャがかかっていないインターフェースを宛先とするキューの中から，フレーム出力対象のキューを選択し，スケジューリング・アルゴリズムが各キューのキュー長の関数である場合，キュー管理部２２で管理しているキュー長により出力対象きキューの選択を行い，選択したキューから，フレームに付与された同報先インターフェースのリストに従い入力側収容フレーム内の全ての同報先の指示を，第１分離部２５ａ，第２分離部２５ｂに対して行い，フレームの同報時に出力先のインターフェースが輻輳しているとバックプレッシャをキュー管理部２２にかける。スイッチ（後述する図３の４）上でフレームを同報する際に，出力先のインターフェースが輻輳していれば，中継装置（図３）内の全回線終端用インターフェース収容部内のキュー管理部２２に対してバックプレッシャをかける。
【００３５】
この動作により，回線からフレームを受信した際にそのフレームを受信したインターフェースを収容する回線終端用インターフェース収容部１では，
(1) その収容部内に収容された回線が輻輳している場合：その収容部内に収容された回線終端用インターフェースを同報先に含まないマルチキャストキューからはフレームの同報が可能。
【００３６】
(2) スイッチ内のマルチキャストキューが輻輳している場合：スイッチ接続用インターフェースを同報先に含まないマルチキャストキューからはフレームの同報が可能。
【００３７】
(3) その収容部内に収容された回線，スイッチ上のマルチキャストキューが共に輻輳していない場合：全てのマルチキャストキューについてフレームの同報が可能。
【００３８】
(4) その収容部内に収容された回線，スイッチ上のマルチキャストキューが共に輻輳している場合：全てのマルチキャストキューについて，フレームの同報ができないことになる。
【００３９】
これらの(1) 〜(4) により, これらの収容部が収容する回線またはスイッチが輻輳した場合のブロッキングの影響が，軽減できることは明らかである。
【００４０】
ネットワークをユーザ回線とネットワークのコア網に大別した場合，実際に運用されているネットワーク上で流れるトラヒックについては，ユーザ回線側で発生したトラヒックはその宛先もユーザ回線側であり，コア網側で発生したトラヒックはその宛先もコア網側であることが多く，従って，コア網の収容部とユーザ回線の収容を別々である中継装置では，本発明のように各収容部でローカルスイッチでスイッチを行うトラヒックをスイッチを経由するトラヒックと別々のキューにより中継することで，ブロッキングの影響が大幅に軽減することができる。
【００４１】
図１の原理構成では，回線終端用インターフェース収容部１に収容されたインターフェースが，回線終端用インターフェース１０とスイッチ接続用インターフェース１１であり，それに対応してマルチキャストキュー群２０内の各キュー群を同報先が回線終端用インターフェース１０のみ，スイッチ接続用インターフェース１１のみ，及び両インターフェースの組み合わせの３つに分けて同報制御を行うが，この応用形態１として，次のような場合がある。
【００４２】
回線終端用インターフェースとしてデータの送受信を高速に行う回線終端用インターフェースと，低速に行う回線終端用インターフェースの２つの種類が存在する場合に，マルチキャストキュー群２０内の各キュー群を同報先がデータの送受信を高速に行う回線終端用インターフェースのみ，データの送受信を低速に行う回線終端用インターフェースのみ，及び高速と低速の両方の回線終端用インターフェースを組み合わせの３つに分けて同報制御を行う。
【００４３】
図２は本発明の第２の原理構成を示し，図中，１，２，２０〜２３，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂは上記図１の同一符号の各部と同じであり，説明を省略する。３は各回線終端用インターフェース収容部１の制御を行うプロセッサ，１０ｐはプロセッサ３と接続するインターフェースである。
【００４４】
この図２において，中継装置を構成する多数の各回線終端用インターフェース収容部１のそれぞれのプロセッサ３は，他の回線終端用インターフェース収容部１のプロセッサ３との間で制御データを同報フレームにより送受信する場合がある。このようにプロセッサと接続するインターフェースを送信元とする制御データの同報フレームと，プロセッサと接続するインターフェース以外を送信元とする通常データの同報フレームとをマルチキャストキュー群２０の中の対応するキューに分ける。
【００４５】
この第２の原理構成では，プロセッサと接続するインターフェースを送信元とする制御データの同報フレームとプロセッサと接続するインターフェース１０ｐ以外のインターフェースを送信元とする同報フレームとを別のキューに格納し，同報フレームの送信時にはプロセッサを送信元とする同報フレームを，プロセッサ以外を送信元とする同報フレームより優先して送信するようスケジューリングの制御を行う。これにより，制御データのマルチキャストの中継時に起きるブロッキングを軽減することができる。
【００４６】
上記図１と図２の原理構成を組合わせることにより，マルチキャストキュー群のキューをフレームの同報元としてプロセッサと接続するインターフェースとプロセッサと接続しないインターフェースに分け，それぞれに同報先として各種のインターフェースの組合わせ（高速回線，低速回線，スイッチ接続用の各インターフェースやプロセッサと接続するインターフェースの組合わせ）のそれぞれに対応したキューを割当てることでマルチキャストの制御を行うことができる。更に，これらの組合わせに対してフローの優先度を組合わせ条件に加えて，各組合わせの性質に応じてグループ化してキューの数を減らすようにすることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
図３は本発明が実施される中継装置の構成例，図４は実施例１の回線終端用インターフェース収容部の構成である。
【００４８】
図３において，１は回線終端用インターフェース収容部，４はスイッチ（スイッチファブリックと呼ぶ場合もある）である。この中継装置の構成例では回線終端用インターフェース収容部１は，スイッチ４の前段に１♯１〜１♯４の４個，スイッチ４の後段に１♯１１〜１♯１４の４個設けられ，合計８個である。各回線終端用インターフェース収容部１は，回線終端用インターフェース回線とバックプレッシャが接続された回線終端用インターフェース１０が３個と，スイッチ４の回線とスイッチからのバックプレッシャとが接続されたスイッチ接続用インターフェース１１が１個設けられている。スイッチ４は各回線終端用インターフェース収容部１♯１〜１♯４，１♯１１〜１♯１４に接続するインターフェース４０−１〜４０−４，４０−１１〜４０−１４が設けられている。
【００４９】
図４に示す実施例１の回線終端用インターフェース収容部は，上記図３の一つの回線終端用インターフェース収容部１♯１の実施例１の構成であり，この実施例１は上記図１に示す第１の原理構成に対応する。図４中，１，１０，１１，２，２０〜２５ｂの各符号は，上記図１，図２の同一符号の各部と同じであり，説明を省略する。但し，第１多重部２４ａはＭＵＸ−１，第２多重部２４ｂはＭＵＸ−２，第１分離部２５ａはＤＭＸ−１，第２分離部２５ｂはＤＭＸ−２とそれぞれ表示する。２０’はマルチキャストキュー群２０を含むメモリである。エンキュー制御部２１内の２１０はルーティング処理部，２１１はキュー番号決定部，２１ａはルーティングテーブル，２１ｂはインターフェース区分識別テーブル，２１ｃはキュー番号アサインテーブルである。また，キュー管理部２２内の２２０はスケジューラ，２２１はキュー長管理手段である。
【００５０】
この実施例１ではメモリ２０’内に２０ａ，２０ｂ，２０ｃの３つの個別キューが設けられ，それぞれ次のようなフレームを格納する。
【００５１】
２０ａ：同報先が回線終端用インターフェース収容部１♯１の回線終端用インターフェース（インターフェース１０ａ〜１０ｃ）のみであるフレームを格納するキュー
２０ｂ：同報先が回線終端用インターフェース収容部１♯１内のスイッチ接続用インターフェース（インターフェース１１）のみであるフレームを格納するキュー
２０ｃ：同報先が，回線終端用インターフェース収容部１♯１内の回線終端用インターフェース（インターフェース１０ａ〜１０ｃ）及びスイッチ接続用インターフェース（インターフェース１１）の両方であるフレームを格納するキューこの実施例１では，ルーティング処理部２１０として，受信ＩＰフレーム中のＩＰアドレスによりルーティングテーブル２１ａの参照を行い，各収容部とスイッチ４の同報先インターフェースのリストを求める。
【００５２】
図５はルーティングテーブルの例を示し，Ａ．は中継装置全体で見たルーティングテーブルであり，Ｂ．とＣ．はこのＡ．のルーティングに対応して各回線終端用インターフェース収容部１♯１と１♯１４に指定されたルーティングテーブル２１ａ（ルーティング処理部２１０で利用される）の内容である。Ａ．のルーティングテーブルでは，送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスに対応して同報先インターフェースを持つ収容部１♯１または１♯４と，それぞれの同報先インターフェースが指定されている。図５のＢ．とＣ．により各収容部１♯１と１♯４における送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスの組合わせに対応した同報先インターフェースが指定される。Ｂ．とＣ．の中のスイッチ内の同報先インターフェースの列に含まれた「bitmap-1」と「bitmap-2」は，スイッチが回線終端用インターフェース収容部に対して同報する際に同報先とするインターフェースのリストを示すビットマップであり，「bitmap-1」はスイッチ４（図４）上では回線終端用インターフェース収容部１♯１４を同報先とすることを表し，「bitmap-2」はスイッチ４上で回線終端用インターフェース収容部１♯１を同報先とすることを示すビットマップである。以下，スイッチ内で同報先を示すビットマップをスイッチ用ビットマップという。
【００５３】
上記のルーティングテーブルで得られた同報先インターフェースのリストについては，装置からIPフレームを送信するまで，該フレームに固定長のフィールドとして付与しておく。
【００５４】
各収容部は，フレームを受信したインターフェースが該収容部の回線終端用インターフェースであるかスイッチ接続用インターフェースであるかにより，以下の▲１▼，▲２▼のように動作を分ける。
【００５５】
▲１▼フレームを受信したインターフェースが該収容部の回線終端用インターフェース（即ち，中継装置が回線からフレームを受信した際に該フレームを受信したインターフェースを収容する回線終端用インターフェース収容部，図中の収容部１＃１）の場合：ルーティングテーブルの示す同報先インターフェースにフレームを同報する。
【００５６】
▲２▼フレームを受信したインターフェースがスイッチ接続用インターフェースの場合（即ち，スイッチ経由で該フレームを受信した場合）：ルーティングテーブルの示す同報先インターフェースのうち，スイッチ接続用インターフェース以外のインターフェースにフレームを同報する。
【００５７】
この▲２▼において，スイッチを除いたインターフェースにフレームを同報する理由は，中継装置があるアドレスを持つIPフレームをどの収容部から受信しても，同じルーティングテーブルを参照してフレームの中継ができるようにするためであり，そのためには，ある収容部（図中の収容部１♯１４）がスイッチ４から受信したフレームを，再びスイッチ４に対して送信してしまうと，該フレームを回線から受信した収容部（図中の収容部１♯１）に対して再び送信するという誤った同報処理が中継装置内で発生するためである。
【００５８】
なお，上記の動作例では各収容部１♯１，１♯１４及びスイッチ４のそれぞれにおいて，下記のルーティングテーブルの参照を行い，それぞれの区間での同報先インターフェースのリストを求めるような形態を想定すると説明したが，同報先インターフェースの獲得は，例えば中継装置が回線からフレームを受信した際に該フレームを受信したインターフェースを収容する回線終端用インターフェース収容部で全ての区間の同報先インターフェースの獲得を行い，その他の区間では，該収容部で得られた情報に基づき同報するような方法でも良い。
【００５９】
エンキュー制御部２１のキュー番号決定部２１１は，ルーティング処理部２１０の処理の結果得られた同報先インターフェースのリストにより，マルチキャストキュー群２０を構成するキュー２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，…の中でエンキュー先とするキューの番号を決定する。この実施例では，各インターフェースが回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェースの何れであるかは，図６に示すインターフェース区分識別テーブル（図４の２１ｂ）により管理する。このテーブルは回線終端用インターフェース収容部１♯１のエンキュー制御部２１に設けられている。キュー番号決定部２１１がインターフェース区分識別テーブル２１ｂを参照した結果，同報先のインターフェースの組合わせのパターンにより，キュー番号アサインテーブル（図４の２１ｃ）を参照して，エンキュー先のキュー番号を決定する。図７にキュー番号アサインテーブルを示し，このテーブルの例は回線終端用インターフェース収容部１♯１のエンキュー制御部２１に設けられている。
【００６０】
キュー管理部２２のキュー長管理手段２２１は，それぞれのキューにエンキューされているフレーム長の総和，及び各キューごとにエンキューできるフレーム長の総和の閾値を管理する。図８はキュー長管理手段２２１が備えるキュー長管理テーブルの例であり，テーブル中で，ａ，ｂ，ｃは各キュー２０ａ，２０ｂ，２０ｃの閾値を表し，length（キュー２０ａ）とは，キュー２０ａにエンキューされているフレーム長の総和を意味する。
【００６１】
フレーム出力部２３は，あるタイムスロットにおいてキュー管理部２２のスケジューラ２２０が選択したキューの先頭フレームについて，そのフレームに付加された同報先インターフェースのリストに基づき，該リストが示す全ての同報先の回線終端用インターフェース又はスイッチ接続用インターフェースに対して連続的に該フレームの出力（同報）を行う。出力先の指定は，マルチキャストキュー群２０の後段の第１分離部２５ａ，第２分離部２５ｂに対して送信先インターフェースを指示することにより行う。なお，ここではあるタイムスロットで選択されたキューの先頭フレームについては，連続的に同報を行う例を説明したが，あるタイムスロットで選択されたキューの先頭フレームについては，そのフレームに付与された同報先インターフェースのリストのうち出力を行っていないインターフェースを一つだけ選択し，そのインターフェースに対して出力した後，再びスケジューラ２２０がキューの選択を行うようなキューの選択機構を用いても良い。
【００６２】
キュー管理部２２のスケジューラ２２０は，何らかの既存スケジューリング・アルゴリズムにより，回線終端用インターフェース収容部内のマルチキャストキューの中からフレームを出力するキューを選択する。スケジューリング・アルゴリズムについては，その種類を問わないが，この実施例では単に，キューの番号順に選択するものとする。スケジューラ２２０へ入力するバックプレッシャは，回線終端用インターフェース収容部に直接収容された回線が輻輳した（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔにおけるＣＳＭＡ／ＣＤの仕組みを用いて行われる回線上のフレームの衝突が起きた）時に，該収容部内のスケジューラに対して，該回線で輻輳が起きていることを通知する。
【００６３】
スケジューラ２２０によりフレームを出力するキューとして選択対象とするキューは，次の▲１▼〜▲４▼のように決定する。
【００６４】
▲１▼回線終端用インターフェース収容部内の回線及びスイッチ４のいずれからも，バックプレッシャがかかっていない場合：選択対象のキューは，キュー２０ａ，２０ｂ，２０ｃ
▲２▼回線終端用インターフェース収容部内の回線からバックプレッシャがかかった場合：選択対象のキューは，２０ｂ
▲３▼スイッチ４からバックプレッシャがかかった場合：選択対象のキューは，キュー２０ａ
▲４▼回線終端用インターフェース収容部内の回線及びスイッチ４のいずれからも，バックプレッシャがかかった場合：選択対象のキューはない
次にスイッチ４は，収容するインターフェース間でフレームの中継を直接行う。このスイッチについては，種類を問わず，既存の共有メモリスイッチ，クロスバースイッチ等，様々なスイッチを適用できる。この実施例では，回線終端用インターフェース収容部１のローカルスイッチ２と同様の中継を，スイッチ４内の各インターフェース間で行えるようなスイッチであり，キューの輻輳時には，全収容部上のスケジューラ２２０に対してバックプレッシャをかけるようなスイッチを使用する。また，このスイッチ４の収容部が受信したフレームの同報は，フレーム中に記された「スイッチ用ビットマップ(bitmap)」に従って行う。
【００６５】
また，各回線終端用インターフェースは，回線からのフレーム受信時に，送信元インターフェース番号を含む固定長のフィールドを該フレームに付与し，回線へのフレーム送信時には，送信元インターフェース番号及び同報先インターフェースのリスト及びスイッチ用ビットマップを含む固定長のフィールドを削除する機能を持つ。
【００６６】
ここで，回線終端用インターフェース収容部１♯１における中継動作の例を順に説明する。なお，この例では下記のルーティングテーブル中に存在するアドレスを持つフレームのみ中継するものとする。
【００６７】
エンキューするまでの動作
図９はエンキューまでの処理フローである。最初に，ルーティング処理部２１０（図４）においてフレームに付加された送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスを用い，ルーティングテーブルの検索を行って，同報先のインターフェース情報（回線終端用インターフェース収容部内の同報先インターフェースのリスト及びスイッチ用ビットマップ）を得る（図９のＳ１）。得られたインターフェース情報を，このフレームの同報先情報としてフレームに付与する（図９のＳ２）。なお，フレームの同報先情報の伝搬の方法として，ここではフレームに付与する方法を用いているが，他にフレームには付与せずに（フレームとは別の信号で）伝搬しても良い。次に，キュー番号決定部２１１（図４）ではルーティング処理の結果得られた同報先のインターフェース情報を基に，以下の処理を行い，エンキュー先のキュー番号を決定する（図９のＳ３）。すなわち，先ず同報先の各インターフェースの番号をキーとして，インターフェース区分識別テーブル（図４の２１ｂ，図６参照）を参照して，同報先のインターフェース区分の組合わせを得て（図９のＳ３０），このインターフェース区分の組合わせをキーとして，キュー番号アサインテーブル（図４の２１ｃ，図７参照）を参照して，エンキュー先のキュー番号を決定する（図９のＳ３１）。
【００６８】
次にキュー番号をキーとしてキュー長管理テーブル（図４の２１ｃ，図８参照）を参照して，入力フレームを決定した番号のキューにエンキューしても，そのキューの閾値を越えない場合，そのキューに入力フレームをエンキューする（図９のＳ４）。
【００６９】
スケジューリング時の動作
スケジューラ２２０は，フレームの出力対象のキューを，番号の順にキューを選択するものとする。選択したキューの特徴に応じて，キュー２０ａ（同報先が回線終端用インターフェース収容部１♯１の回線終端用インターフェースのみであるフレームを格納するキュー）の場合は回線終端用インターフェースに対してフレームを同報し，キュー２０ｂ（同報先が回線終端用インターフェース収容部内のスイッチ接続用インターフェースのみであるフレームを格納するキュー）の場合は，スイッチ接続用インターフェースに対してフレームを同報し，キュー２０ｃ（同報先が，回線終端用インターフェース収容部内の回線終端用インターフェース及びスイッチ接続用インターフェースの両方であるフレームを格納するキュー）の場合は，回線終端用インターフェース及びスイッチ接続用インターフェースに対してフレームを出力する。
【００７０】
キューからのフレーム出力の動作
各キューからのフレームの出力の動作を，収容部内の回線終端用インターフェースからのバックプレッシャの有無，及びスイッチからのバックプレッシャの有無の状態に応じて説明する。
【００７１】
a.回線終端用インターフェース収容部１♯１内の回線及びスイッチ４のいずれからも，バックプレッシャがかかっていない場合：選択対象のキューは，キュー２０ａ，２０ｂ，２０ｃであり，
▲１▼キュー２０ａの先頭フレームについて，該フレームに付与された同報先情報に従い，回線終端用インターフェース収容部１♯１に収容された回線終端用インターフェースに対して同報した後に，該キューの先頭フレームをデキューする。
【００７２】
▲２▼キュー２０ｂの先頭フレームについて，該フレームに付与された同報先情報に従い，スイッチ接続用インターフェース１１に対して同報した後に，該キューの先頭フレームをデキューする。
【００７３】
▲３▼キュー２０ｃの先頭フレームについて，該フレームに付与された同報先情報に従い，回線終端用インターフェース（回線終端用インターフェース収容部１♯１に収容された回線）及びスイッチに対して同報した後に，該キューの先頭フレームをデキューする。
【００７４】
ｂ．回線終端用インターフェース収容部１♯１内の回線から，バックプレッシャがかかった場合：選択対象のキューは，キュー２０ｂであり，
▲１▼キュー２０ｂの先頭フレームについて，該フレームに付与された同報先情報に従い，スイッチ接続用インターフェース１１に対して同報した後に，該キューの先頭フレームをデキューする。
【００７５】
▲２▼その他のキューは，ブロッキングされる。
【００７６】
ｃ．スイッチから，バックプレッシャがかかった場合：選択対象のキューは，キュー２０ａであり，
▲１▼キュー２０ａの先頭フレームについて，該フレームに付与された同報先情報に従い，各回線終端用インターフェースに対して同報した後に，該キューの先頭フレームをデキューする。
【００７７】
▲２▼その他のキューは，ブロッキングされる。
【００７８】
ｄ．回線終端用インターフェース収容部１♯１内の回線及びスイッチのいずれからも，バックプレッシャがかかった場合：全てのキューは，ブロッキングされる。
【００７９】
なお，この実施例では，キューからのフレームの出力の方法として，あるタイムスロットでキューを選択した際には，該キューの先頭フレームを，全ての同報先インターフェースに連続的にフレームを出力するような方法を例を示しているが，これ以外に，例えば１つのタイムスロットでは１つのインターフェース宛にだけフレームの出力を行い，次のタイムスロットでは，改めて全てのキューの中から，フレームを出力するキューの選択を行うような方法を採っても良い。
【００８０】
スイッチ４における動作を説明すると，宛先アドレスを「224.1.2.4 」とするフレームの入力時には，フレーム内の「スイッチ用ビットマップ」を参照した結果，同報先のインターフェース情報としてスイッチ４の回線終端用インターフェース４０−１４（図３参照）を得る。スイッチ４は，この同報先のインターフェース情報に基づき，フレームをインターフェース４０−１４に出力する。宛先アドレスを「224.1.2.5 」とするフレーム入力時には，以上と同様の処理を行う。その結果，上記フレームが回線終端用インターフェース収容部１♯１４に対して出力される。
【００８１】
この回線終端用インターフェース収容部１♯１４では，宛先アドレスを「224.1.2.4 」，「224.1.2.5 」とするフレームの入力時には，ルーティング処理部２１０でルーティングテーブル（図５のＣ．参照）の検索を行った結果，まず同報先のインターフェース情報としてインターフェース１０ａ，１１（回線終端用インターフェース収容部１♯１４内）の２つを得るが，そのフレームを受信したインターフェースがスイッチ接続用インターフェースの場合であるため，上記のルーティング処理部について説明したように，ルーティングテーブルの示す同報先インターフェースのうち，スイッチ接続用インターフェース以外のインターフェース１０ａにフレームを同報する。以後の処理についても，回線終端用インターフェース収容部１♯１と同様の処理を行うことにより，最終的に回線終端用インターフェース１０ａからフレームの出力が行われる。以上のような中継を行うことで，上記スケジューラ時の動作のように，バックプレッシャがかかった際のブロッキングの影響を緩和したマルチキャスト中継が可能となる。
【００８２】
この実施例１は，上記のように同報先インターフェースの組合わせに応じた３つのキューを持つ例を示したが，例えばフレーム内のＩＰヘッダ内のフィールドであるＤＳＣＰ（Differentiated Services Code Pointの略）フィールド等の値に基づいて同報先が同じフレームであっても，更にキューの数を増やしても良い。
【００８３】
実施例２の説明
上記実施例１の回線終端用インターフェース収容部１の構成（図４）において，回線終端用インターフェース１０ａ〜１０ｃ及びスイッチ接続用インターフェース１１について特性を問題にしなかったが，実施例２は，回線終端用インターフェース１０ａ〜１０ｃ及びスイッチ接続用インターフェース１１の速度が高速，低速の特性を備えている場合であり，基本的な構成は上記図４に示す実施例１と同様である。
【００８４】
図１０は実施例２の回線終端インターフェース収容部に収容されたインターフェースの特性を示し，図１０のＡ．は回線終端用インターフェース収容部（図４の１♯１）の３つの回線終端用インターフェースとスイッチインターフェースの回線速度を示し，Ｂ．は回線終端用インターフェース収容部１♯１４の３つの回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェースの回線速度を示し，回線終端用インターフェースの１０ａが高速回線，１０ｂ，１０ｃは低速回線，スイッチ接続用インターフェース１１は高速回線である。
【００８５】
この実施例２の構成及び動作について主に上記実施例１と異なる点を中心に説明する。まず，マルチキャストキュー群２０のキュー２０ａ〜２０ｃは次のようなフレームの格納を行うよう割当てられる。
【００８６】
キュー２０ａ：同報先が高速な回線終端用インターフェース（インターフェース１０ａ，１１）のみであるフレームを格納するキュー。
【００８７】
キュー２０ｂ：同報先が低速な回線終端用インターフェース（インターフェース１０ｂ，１０ｃ）のみであるフレームを格納するキュー。
【００８８】
キュー２０ｃ：同報先が，高速インターフェースと低速インターフェースの両方であるフレームを格納するキュー。
【００８９】
この実施例２でも，上記のように同報先インターフェースの組合わせに応じた３つのキューを持つ例を示したが，例えばフレーム内のＩＰヘッダ内のフィールドであるＤＳＣＰ（Differentiated Services Code Pointの略）フィールド等の値に基づいて同報先が同じフレームであっても，更にキューの数を増やしても良い。
【００９０】
この実施例２において，エンキューまでの処理は上記図９に示す処理フローと同様であるが，各キュー２０ａ〜２０ｃには上記のように同報の宛先の回線速度に応じてフレームを格納してエンキューの動作が行われる。スケジューリング時は，スケジューラ２２０はフレームの出力対象のキューとしてキュー２０ａ〜２０ｃの中から順番にキューの選択を行う。選択したキューが２０ａの場合，高速なインターフェースに対してフレームを同報し，キュー２０ｂの場合は低速なインターフェースに対してフレームを同報し，キュー２０ｃの場合は高速なインターフェース及び低速なインターフェースに対してフレームを出力する。
【００９１】
各キューからのフレームの出力の動作は，収容部内の回線終端用インターフェースからのバックプレッシャの有無，及びスイッチからのバックプレッシャの有無の状態に応じて上記の実施例１と同様の処理を行う。
【００９２】
図１１は本発明が実施される中継装置の他の構成例であり，以下に説明する実施例３乃至実施例５を実施することができる。図１１中の主な符号は上記図３の構成例の同じ符号と同様であり，１♯１〜１♯４，１♯１１〜１♯１４は回線終端用インターフェース収容部，１０ａ〜１０ｃは回線終端用インターフェース，１１はスイッチ接続用インターフェース，４はスイッチ，４０−１〜４−１４はスイッチに収容された各回線終端用インターフェース収容部に接続されインターフェースを表す。この構成例において，３はプロセッサを表し，１０ｐは各回線終端用インターフェース収容部に接続されたプロセッサ接続用のインターフェースを表す。
【００９３】
各回線終端用インターフェース収容部のプロセッサ３は，他のプロセッサと連携してユーザのデータを含むフレームのマルチキャストのための制御を行うが，プロセッサ間で制御データをマルチキャストにより中継する場合もあり，ユーザのデータと，制御データの両方の中継がスイッチ４を介して実行される。
【００９４】
図１２は実施例３の回線終端用インターフェース収容部の構成であり，上記図２に示す本発明の第２の原理構成に対応する。
【００９５】
実施例３の構成は，上記図４に示す実施例１の構成と主要な構成要素は同じであり，図１１中の符号１，１０，１１，２，２０’，２０〜２３，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂは上記図４の同じ符号の各部と同様であり説明を省略する。１０ａ〜１０ｃは回線終端用インターフェース，１０ｐは上記図１２に示すものと同じプロセッサ接続用インターフェースである。
【００９６】
この実施例３ではメモリで構成するマルチキャストキュー群２０内に少なくとも２０ｄ，２０ｅの２つのキューが設けられ，それぞれ次のようなフレームを格納する。
【００９７】
２０ｄ：送信元インターフェースが，プロセッサ接続用インターフェース１０ｐであるフレームを格納するキュー。
【００９８】
２０ｅ：送信元インターフェースが，プロセッサ接続用インターフェース以外の回線終端用インターフェースであるフレームを格納するキュー。
【００９９】
なお，この実施例３では，上記のように送信元インターフェースの組合わせに応じた２つのキューを持つ例を示したが，例えばフレーム内のＩＰヘッダ内のフィールドであるＤＳＣＰフィールド等の値に基づいて，同報先が同じフレームであっても，更にキューの数を増やしても良い。
【０１００】
実施例３におけるエンキュー制御部２１のキュー番号決定部２１１は，ルーティング処理部２１０の処理の結果得られた同報先インターフェースのリストにより，マルチキャストキュー群２０のうちでエンキュー先とするキューの番号を決定する。この実施例３では，各インターフェースが回線終端用インターフェース１０ａ〜１０ｃ，スイッチ接続用インターフェース１１及びプロセッサ接続用インターフェース１０ｐの中の何れであるかは，図１３に例として示すインターフェース区分識別テーブル（図１２の２１ｂ）により管理され，このテーブルは回線終端用インターフェース収容部１♯１のエンキュー制御部２１に設けられている。
【０１０１】
キュー番号決定部２１１はインターフェース区分識別テーブルを参照した結果，同報先のインターフェースの組合わせのパターンにより，キュー番号アサインテーブル（図４の２１ｃ）を参照して，エンキュー先のキュー番号を決定する。
【０１０２】
図１４に実施例３のキュー番号アサインテーブルの例を示す。このテーブルの例は回線終端用インターフェース収容部１♯１のエンキュー制御部２１に設けられている。図１４中で○，×は，それぞれ送信元インターフェースがプロセッサ接続用インターフェースである場合，プロセッサ接続用インターフェース以外のインターフェースである場合を意味する。
【０１０３】
キュー管理部２２のキュー長管理手段２２１は，それぞれのキューにエンキューされているフレーム長の総和，及び各キューごとにエンキューできるフレーム長の総和の閾値を管理する。図１５はキュー長管理手段２２１が備えるキュー長管理テーブルの例であり，回線終端インターフェース収容部１♯１に設けられている。このテーブル中で，ａ，ｂは各キュー２０ｄ，２０ｅの閾値を表し，length（キュー２０ａ）とは，キュー２０ａにエンキューされているフレーム長の総和を意味する。
【０１０４】
実施例３のエンキューするまでの動作
図１６は実施例３のエンキューまでの処理フローである。なお，この説明では，送信元インターフェースがプロセッサ接続用インターフェース１０ｐであり，宛先アドレスが「224.1.2.3 」でありこれに対応する同報先が回線終端用インターフェース１０ａ，１０ｂであるものとする。
【０１０５】
最初にルーティング処理部２１０（図１２）でルーティングテーブルの検索を行って，送信先のインターフェース情報として回線終端用インターフェース１０ａ，１０ｂを得て（図１６のＳ１），このフレームの同報先情報としてフレームに付与する（同Ｓ２）。次に，キュー番号決定部２１１（図１０）で送信元のインターフェース情報（プロセッサ接続用インターフェース１０ｐ）を基に次の処理によりエンキュー先のキュー番号を決定する（図１６のＳ３）。先ず送信元のインターフェースの番号をキーとして，インターフェース区分識別テーブル（図１３）を参照して，送信元のインターフェース区分を得て（図１６のＳ３０），このインターフェース区分をキーとして，キュー番号アサインテーブル（図１４）を参照して，エンキュー先のキュー番号を決定する（図１６のＳ３１）。この例では，送信元インターフェースはプロセッサ接続用インターフェース１０ｐであり，エンキュー先のキュー番号はキュー２０ｄとなる。
【０１０６】
次にキュー長管理テーブル（図１５）を参照して，入力フレームをキュー２０ｄにエンキューしても，そのキューの閾値を越えない場合，そのキューに入力フレームをエンキューする（図１６のＳ４）。なお，他の宛先アドレスを持つフレームが入力した時には，送信元インターフェースがプロセッサ接続用インターフェースであるかどうかに従い，以上と同様の処理を行う。
【０１０７】
その結果，キュー２０ｄには送信元インターフェースがプロセッサ接続用インターフェースであるフレームが，キュー２０ｅには送信元インターフェースがプロセッサ接続インターフェースでないフレームが，それぞれエンキューされる。
【０１０８】
実施例３のスケジューリング時の動作
この実施例３でも上記実施例１のスケジューリングの動作（番号順にキューを選択）と異なり，フレームの出力対象のキューとしてキュー２０ｄ，２０ｅの中から送信元がプロセッサ接続用インターフェースであるフレームを格納したキュー２０ｄを優先的に選択する。キュー２０ｄを選択した場合，同報先インターフェースリストに従い，回線終端用インターフェース収容部１♯１（図３参照）内のインターフェースに対してフレームを同報する。キュー２０ｅを選択した場合もキュー２０ｄの場合と同様に同報を行う。
【０１０９】
キューからのフレーム出力の動作
各キューからのフレームの出力の動作を，収容部内の回線終端用インターフェースからのバックプレッシャの有無，及びスイッチからのバックプレッシャの有無の状態に応じて説明する。
【０１１０】
a.回線終端用インターフェース収容部１♯１（図３参照）内の回線及びスイッチ４（図３参照）のいずれからも，バックプレッシャがかかっていない場合：選択対象のキューは，キュー２０ｄ，２０ｅであり，いずれのキューについても，キューの先頭フレームについて，該フレームに付与された同報先情報に従い，該キューの先頭フレームをデキューする。
【０１１１】
ｂ．回線終端用インターフェース収容部１♯１内の回線から，バックプレッシャがかかった場合：選択対象のキューは，キュー２０ｄ，２０ｅであり，
▲１▼いずれのキューについても，キューの先頭のフレームについて，該フレームに付与された同報先情報に従い，回線終端用インターフェース収容部１♯１に収容されたインターフェースに対して同報した後に，そのキューの先頭フレームをデキューする。
【０１１２】
▲２▼先頭フレームの同報を完了できないキューは，ブロッキングされる。
【０１１３】
ｃ．スイッチから，バックプレッシャがかかった場合：選択対象のキューは，キュー２０ｄ，２０ｅであり，
▲１▼いずれのキューについても，キューの先頭フレームについて，そのフレームに付与された同報先情報に従い，回線終端用インターフェース収容部１♯１に収容されたインターフェースに対して同報した後に，そのキューの先頭フレームをデキューする。
【０１１４】
▲２▼先頭フレームの同報を完了できないキューは，ブロッキングされる。
【０１１５】
ｄ．回線終端用インターフェース収容部１♯１内の回線及びスイッチのいずれからも，バックプレッシャがかかった場合：全てのキューは，ブロッキングされる。
【０１１６】
なお，この実施例３でも，キューからのフレームの出力の方法として，あるタイムスロットでキューを選択した際には，該キューの先頭フレームを，全ての同報先インターフェースに連続的にフレームを出力するような方法を例を示しているが，これ以外に，例えば１つのタイムスロットでは１つのインターフェース宛にだけフレームの出力を行い，次のタイムスロットでは，改めて全てのキューの中から，フレームを出力するキューの選択を行うような方法を採っても良い。
【０１１７】
実施例３の回線終端用インターフェース収容部と接続されたスイッチの動作は，上記実施例１の構成について説明したスイッチの動作と同様であり，説明を省略する。
【０１１８】
上記実施例３の回線終端用インターフェース収容部の構成に対して，上記実施例２の構成を組合わせた場合を実施例４とする。
【０１１９】
実施例４では実施例２で設けられた高速の回線終端用インターフェースと低速の回線終端用インターフェース及びスイッチ接続用インターフェースの他に実施例３のプロセッサ接続用インターフェースが付加され，図１７に実施例４のインターフェース区分識別テーブルの例を示す。図１８は実施例４におけるキュー番号アサインテーブルの例である。
【０１２０】
実施例４の場合，図１７に示すような各種のインターフェースについて，送信元がプロセッサ接続用インターフェースである場合に送信先（同報先）インターフェースとして高速回線終端用インターフェース，低速回線終端用インターフェース，スイッチ接続用インターフェースの組合わせが，図１８のテーブルの第１段〜第７段（プロセッサ接続用の表示が○の段）に示すように７個あり，各組合わせに対応したキュー（符号２０−１〜２０−７で表す）が設けられている。また，送信元がプロセッサ接続用インターフェース以外である場合に送信先（同報先）インターフェースとして上記の各インターフェースの組合わせが，図１８のテーブルの第８段〜第１４段（プロセッサ接続用の表示が×の段）に示すように７個あり，各組合わせに対応したキュー（符号２０−８〜２０−１４で表す）が設けられている。
【０１２１】
実施例４のエンキューまでの動作の内容は，上記実施例３の場合と同様であり，スケジューリングの動作についても実施例３と同様であり，説明は省略する。
【０１２２】
上記実施例４の構成では，回線終端用インターフェース，スイッチ接続インターフェース，プロセッサ接続インターフェースのそれぞれの速度が高速，低速の相違に基づく組合わせに対応したキューをマルチキャストキュー群２０内に設けていたが，次の実施例５ではこの実施例４のインターフェースの組合わせに対して，更に他の要素を組合わせの条件に含めてキューを割当てたものである。具体的には，ＩＰアドレスのＤＳＣＰフィールドの値が，特定の値（例えばＡ）であるか，それ以外の値であるかを条件とする等に応じてキューを割当てる。また，この実施例５の例ではキューとして２０−１〜２０−１８の合計１８個を使用する。
【０１２３】
図１９は実施例５のキュー番号アサインテーブルの例である。この例では，送信元インターフェースがプロセッサ接続用インターフェースであるか（○で表す），それ以外（×で表す）であるかにより２つの群に分けられ，これに送信先インターフェースが高速，低速，スイッチ接続用の３つについてこれらを含むか，含まないの組合わせにより区別する。また，ＤＳＣＰが特性の値（Ａ）であるか，否かの条件（○か×で表す）も組合わせてキュー番号として２０−１〜２０−１８を識別することができる。
【０１２４】
上記の説明では，優先度によりキューを分ける際に，ＩＰヘッダ内のＤＳＣＰフィールドが特定の値かどうかによりキューを分けていたが，ＤＳＣＰフィールドの値がある範囲の値かどうかにより分けたり，ＩＰヘッダ内の他のフィールド（送信元アドレス，送信先アドレス等のフィールド，フレームの長さフィールド）や，フレーム内のデータフィールドの内容に従い，キューの振り分けを行っても良い。また，上記の説明では優先度によりキューを分ける際に，優先度としては大小の２つに分けたが，３つ以上に分けても良い。
【０１２５】
更に，上記説明では，スケジューラは，各キューの優先度によるスケジューリングを行う場合について記述したが，代わりに，より複雑な各種スケジューリング・アルゴリズムを用いても良い。更に，バックプレッシャは，スイッチと各収容部の間にはスイッチ内で輻輳が起きたかどうかを示すバックプレッシャを可能としていたが，代わりに，例えばスイッチとしてマルチキャストキューを用いたスイッチを使用する場合に，スイッチ内にも収容部と同様に優先度によりキューを分け，スイッチはそのスイッチ内のキュー毎に各収容部にバックプレッシャを返すことで，優先度の低いスイッチ上のキューが輻輳してブロッキングが生じたときに，優先度が高いスイッチ上のキューはデキュー可能であるようにしても良い。
【０１２６】
また，上記の実施例では，ＩＰルーティング時のマルチキャスト動作の例を示したが，ブリッジ動作をする中継装置で，１つのインターフェースから受信したフレームを複数インターフェースに出力する（同報する）ような場合にも適用可能である。
【０１２７】
更に，フレームの送信元，送信先インターフェース，フレーム内の情報の組合わせに応じたキューの割り振りを装置設計時に予め行っておくような場合について示したが，本発明は上記で示した各組合わせとキューの対応を，装置運用時に動的に変える場合にも適用しても良い。
【０１２８】
（付記１）各回線に接続した複数個の回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェースとが収容され，各インターフェース間の切換え接続を行うローカルスイッチを含む回線終端用インターフェース収容部を複数個備え，前記各回線終端用インターフェース収容部の間を論理的に切換接続するスイッチとで構成する中継装置におけるマルチキャスト通信中継方式において，前記ローカルスイッチは，マルチキャストのフレームを格納するキューとして，フレームの同報先が回線終端用インターフェースのみの場合と，前記スイッチに接続されたスイッチ接続用インターフェースのみの場合と，回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェースの両方である場合と，の各同報先インターフェースの組合わせに対応して１または複数のキューを個別に備え，前記フレームに付加された同報先のリストから前記同報先インターフェースの組合わせに基づきエンキュー先を判定して，フレームを格納する手段を備えることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１２９】
（付記２）付記１において，前記回線終端用インターフェース収容部に，高速回線に接続された回線終端用インターフェースと，低速回線に接続された回線終端用インターフェースとが収容され，前記マルチキャストのフレームを格納するキューとして，フレームの同報先が前記高速回線に接続された回線終端用インターフェースのみの場合と，前記低速回線に接続された回線終端用インターフェースのみの場合と，前記高速回線に接続された回線終端用インターフェースと前記低速回線に接続された回線終端用インターフェースの両方である場合と，の各同報先インターフェースの組合わせに対応した１または複数のキューを個別に備えることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１３０】
（付記３）付記２において，前記回線終端用インターフェース収容部にキューを選択してフレームを同報先に出力する管理を行うキュー管理部を備え，前記キュー管理部は，前記高速回線に接続された回線終端用インターフェースのみを同報先とするフレームを格納するキューを優先して選択することを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１３１】
（付記４）各回線に接続した複数個の回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェース及び制御フレームを送受信する１または複数のプロセッサに接続したインターフェースとが収容され，各インターフェース間の切換え接続を行うローカルスイッチを含む回線終端用インターフェース収容部を複数個備え，前記各回線終端用インターフェース収容部の間を論理的に切換接続するスイッチとで構成する中継装置におけるマルチキャスト通信中継方式において，前記ローカルスイッチは，同報フレームの送信元インターフェースがプロセッサに接続するインターフェースである場合と，プロセッサに接続するインターフェース以外である場合とに対応して別々に用意された１つまたは複数のキューを設け，前記同報フレームの送信元を判別して対応するキューにフレームを格納することを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１３２】
（付記５）付記４において，前記フレームを格納するキューとして，フレームの送信元インターフェースがプロセッサに接続するインターフェースである場合と，プロセッサに接続するインターフェース以外である場合に分け，更にフレームの同報先が回線終端用インターフェースのみ，スイッチ接続用インターフェースのみ，及び回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェースの各同報先の組合わせに対応する１または複数のキューを個別に設けることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１３３】
（付記６）付記５において，前記フレームを格納するキューとして，フレームの送信元インターフェースがプロセッサに接続するインターフェースである場合と，プロセッサに接続するインターフェース以外である場合とに分け，それぞれの場合において各同報先が高速の回線終端用インターフェースのみ，低速の回線終端用インターフェースのみ，スイッチ接続用インターフェースのみ，及びこれらの中の複数のインターフェースの各組合わせに対応して，１または複数のキューを個別に設けることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１３４】
（付記７）付記５において，前記フレームを格納するキューとして，フレーム内の情報に対応付けられた優先度の高い場合と，低い場合とに対応して前記インターフェースの各組合わせに対応したキューを更に区分して個別に設け，前記の各同報先インターフェース，送信元インターフェース及びフレーム内の情報に対応付けられた優先度の組合わせに基づいてエンキュー先を判定する手段を備えることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１３５】
（付記８）付記１乃至７の何れかにおいて，
入力したフレームに付与された同報先のリストに基づき前記マルチキャスト用のキューに格納されたフレームを１つ以上のインターフェースに出力し終わるまで該フレームを格納し，該キューを用いてフレームを出力する手段と，フレームの出力を行うキューの選択を行うスケジューラとを備え，前記スケジューラはフレームの出力を行うキューに格納されたフレームのキュー長を管理する手段を含むことを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１３６】
（付記９）付記８において，スイッチは，スイッチ内のインターフェースの輻輳時に，当該スイッチ内及び全ての回線終端用インターフェース収容部に対して輻輳状態を通知する手段を備え，各回線終端用インターフェース収容部は，自収容部が収容する回線へのフレーム出力時にフレームの衝突を検出することにより輻輳していることを各収容部のスケジューラに通知する手段を備えることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によればマルチキャストを行う中継装置の回線またはスイッチが輻輳した場合のブロッキングの影響を軽減することができる。
【０１３８】
また，中継装置内のプロセッサから送信された制御フレームを，データフレームより高い優先度でスケジューリングすることが可能となる。
【０１３９】
また，複数の条件を組合わせて，その組合わせ毎にキューを用意することで，回線またはプロセッサからフレームを受信したインターフェースを収容する回線終端用インターフェース収容部上の，マルチキャストを行うためのブロッキングの影響を軽減しつつ，プロセッサから送信されたフレームを，それ以外のフレームに比べて高い優先度でスケジューリングすることが可能となり，プロセッサから送信された制御フレームをデータフレームよりも高い優先度でスケジューリングすることが可能となる。
【０１４０】
また，上記の説明ではマルチキャスト中継を行う場合について説明したが，本発明はユニキャスト中継を同時に行うような中継装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の原理構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の原理構成を示す図である。
【図３】本発明が実施される中継装置の構成を示す図である。
【図４】実施例１の回線終端用インターフェース収容部の構成を示す図である。
【図５】ルーティングテーブルの例を示す図である。
【図６】インターフェース区分識別テーブルの例を示す図である。
【図７】キュー番号アサインテーブルの例を示す図である。
【図８】キュー長管理テーブルの例を示す図である。
【図９】エンキューまでの処理フローを示す図である。
【図１０】実施例２の回線終端用インターフェース収容部に収容されたインターフェースの特性を示す図である。
【図１１】本発明が実施される中継装置の他の構成を示す図である。
【図１２】実施例３の回線終端用インターフェース収容部の構成を示す図である。
【図１３】実施例３のインターフェース区分識別テーブルの例を示す図である。
【図１４】実施例３のキュー番号アサインテーブルの例を示す図である。
【図１５】実施例３のキュー長管理テーブルの例を示す図である。
【図１６】実施例３のエンキューまでの処理フローを示す図である。
【図１７】実施例４のインターフェース区分識別テーブルの例を示す図である。
【図１８】実施例４のキュー番号アサインテーブルの例を示す図である。
【図１９】実施例５のキュー番号アサインテーブルの例を示す図である。
【図２０】デキュー時にフレームを複製する方法を示す図である。
【図２１】中継装置の構成例を示す図である。
【図２２】エンキュー時にフレームを複製する方法を示す図である。
【符号の説明】
１ 回線終端用インターフェース収容部
１０ 回線終端用インターフェース（ＩＦ）
１１ スイッチ接続用インターフェース（ＩＦ）
２ ローカルスイッチ
２０ マルチキャストキュー群
２１ エンキュー制御部
２２ キュー管理部
２３ フレーム出力部
２４ａ 第１多重部
２４ｂ 第２多重部
２５ａ 第１分離部
２５ｂ 第２分離部
ａ 回線終端用インターフェース回線
ｂ 回線ａへのバックプレッシャ線
ｃ スイッチ用インターフェース回線
ｄ 回線ｃへのバックプレッシャ線

Claims (5)

1. 各回線に接続した複数個の回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェースとが収容され，各インターフェース間の切換え接続を行うローカルスイッチを含む回線終端用インターフェース収容部を複数個備え，前記各回線終端用インターフェース収容部の間を論理的に切換接続するスイッチとで構成する中継装置におけるマルチキャスト通信中継方式において，
   前記ローカルスイッチは，マルチキャストのフレームを格納するキューとして，フレームの同報先が回線終端用インターフェースのみの場合と，前記スイッチに接続されたスイッチ接続用インターフェースのみの場合と，回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェースの両方である場合と，の各同報先インターフェースの組合わせに対応して１または複数のキューを個別に備え，
   前記フレームに付加された同報先のリストから前記同報先インターフェースの組合わせに基づきエンキュー先を判定して，フレームを格納する手段を備えることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
2. 請求項１において，
   前記回線終端用インターフェース収容部に，高速回線に接続された回線終端用インターフェースと，低速回線に接続された回線終端用インターフェースとが収容され，
   前記マルチキャストのフレームを格納するキューとして，フレームの同報先が前記高速回線に接続された回線終端用インターフェースのみの場合と，前記低速回線に接続された回線終端用インターフェースのみの場合と，前記高速回線に接続された回線終端用インターフェースと前記低速回線に接続された回線終端用インターフェースの両方である場合と，の各同報先インターフェースの組合わせに対応した１または複数のキューを個別に備えることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
3. 各回線に接続した複数個の回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェース及び制御フレームを送受信する１または複数のプロセッサに接続したインターフェースとが収容され，各インターフェース間の切換え接続を行うローカルスイッチを含む回線終端用インターフェース収容部を複数個備え，前記各回線終端用インターフェース収容部の間を論理的に切換接続するスイッチとで構成する中継装置におけるマルチキャスト通信中継方式において，
   前記ローカルスイッチは，同報フレームの送信元インターフェースがプロセッサに接続するインターフェースである場合と，プロセッサに接続するインターフェース以外である場合とに対応して別々に用意された１または複数のキューを設け，
   前記同報フレームの送信元を判別して対応するキューにフレームを格納することを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
4. 請求項３において，
   前記フレームを格納するキューとして，フレームの送信元インターフェースがプロセッサに接続するインターフェースである場合と，プロセッサに接続するインターフェース以外である場合に分け，更にフレームの同報先が回線終端用インターフェースのみ，スイッチ接続用インターフェースのみ，及び回線終端用インターフェースとスイッチ接続用インターフェースの各同報先の組合わせに対応する１または複数のキューを個別に設けることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。
5. 請求項４において，
   前記フレームを格納するキューとして，フレーム内の情報に対応付けられた優先度の高い場合と，低い場合とに対応して前記インターフェースの各組合わせに対応したキューを更に区分して個別に設け，
   前記の各同報先インターフェース，送信元インターフェース及びフレーム内の情報に対応付けられた優先度の組合わせに基づいてエンキュー先を判定する手段を備えることを特徴とするマルチキャスト通信中継方式。

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