JP4682900B2 - データ転送装置、優先制御方法及び優先制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、スイッチやルータ等のデータ転送装置に関し、より詳しくは、オーバーサブスクライブ機能を有し、データの優先制御を行うデータ転送装置に関する。

従来、スイッチ及びルータに広く搭載されているGiga-bit Ethernet（登録商標）の優先制御方法では、優先ポート及び非優先ポートにおける論理的な通信路（パス）を設定するために、接続する回線を静的に割り当てることによりこれを実現している。
しかし、このような優先制御方法を採用する場合、各ポートの通信状態によっては、バックプレーンの最大領域での動作は困難である。
したがって、優先ポートの性能（例えば、１Ｇｂｐｓの転送速度）を保証しつつも、データ転送量の変動により利用効率が低下することを回避することが課題であった。

例えば、図１２に示すように、2Gbpsの受信性能を持つForwarding Engine(C1,C2)に、４回線のポート(F)が割り当てられたスイッチ(A)の場合を説明する。
ここで、Forwarding Engine(C1,C2)は、２ポートごとで回線最大速度の1Gbpsを利用可能であり、Forwarding Engine(C1,C2)とControl Chip(D)の接続は１対１でのみ可能とする。したがって、ポート１を優先ポートとすると、各ポートの保証帯域幅は、ポート１で1Gbps、ポート２で0Gbps、ポート３から８でそれぞれ0.5Gbpsとなる。

ここで、a-1側の2ポートにそれぞれ1Gbps、a-2側の2ポートは通信無し、b側の4ポートにそれぞれ0.5Gbps入力した場合の回線利用効率を検証する。
この場合、回線側からの合計入力は4Gbpsとなるが、MAC(E1,E2)からControl Chip(D)を経由しForwarding Engine(C1,C2)への転送能力は、8回線を合計して3Gbpsとなる。このため、回線利用効率は75%となり、最大性能は得られないこととなる。
また、a-1側は通信無しで、a-2側にそれぞれ1Gbps、b側にそれぞれ0.5Gbpsずつ入力した場合も、回線利用効率は75%となり同様に最大性能は得られない。
このように、接続回線を静的に割り当てる方法では、各ポートの通信状態によりバックプレーン側(B)の帯域を最大限に利用できない場合がある。

なお、優先ポートの1Gbps転送を保証する別の方法として、図１２のように静的に接続回線を割当て、さらにControl Chip(D)でのポーリング回数を他のポートより増やし、帯域保証する手段等も存在する。
この方法は、定常的に1Gbpsにて転送を行う場合には有効であるが、実際の運用環境においては優先ポートが常に1Gbpsで通信し続けるのではなく、未通信状態となる場合も存在するため、その際の不要なポーリング処理時間により、帯域を狭めてしまうという問題がある。

このため、複数の加入者線の負荷を適切に分散することにより一部加入者線へのトラフィック集中に起因する転送速度の低下を防止し得る加入者線負荷分配方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３１６１４８号公報（第１−６頁、第１図）

しかしながら、以上のような従来提案されている加入者線負荷分配方法においては、すべての加入者線においてトラフィックを測定し、トラフィックの多い加入者線において転送されるフレームを、トラフィックの少ない加入者線において転送するように切換制御を行っているため、複雑な演算処理や切換処理が必要となる。
特に、加入者線が多くなるほど、制御にかかる負荷が増大し、かえって余計な処理時間等を要し、パフォーマンスが低下することとなる。
また、複数加入者線の接続の切換え等においては、物理的な回路切換を行うため、係る回路構成が複雑となり、装置の大型化やコスト増を招く結果となってしまう。
さらに、本技術は通信網（詳しくはフレームリレー網）における技術であり、従来のスイッチやルータ等のデータ転送装置にそのまま適用することは困難である。

本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、優先ポートにおける帯域を保証しつつも、全体的な回線使用効率が優れた制御を可能とし、かつ、かかる制御を簡易な構成で実現し得るデータ転送装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のデータ転送装置は、請求項１に記載するように、バックプレーン帯域を超える帯域を一群のポートに割り当てるオーバーサブスクライブ機能を有するデータ転送装置であって、
各ポートから入力されるデータを格納するバッファと、
各ポートと前記バッファ間のパスの設定を行う入力パス設定手段と、
前記バッファと出力チャネル間のパスの設定を行う出力パス設定手段と、
各ポートにおける優先度に応じたパスの切換えを行うことにより、動的に回線を生成し、使用する帯域を制御する回線制御手段とを備えた構成としてある。
特に、本発明のデータ転送装置は、請求項２に記載するように、各ポートにおける入力データを検出するデータ検出手段をさらに備え、前記回線制御手段は、各ポートにおける入力データの有無に応じてパスの切換を行う構成としてある。

このような構成からなる本発明のデータ転送装置によれば、入力パス・出力パスと、バッファとを組み合わせることにより、論理的な回線を生成することとしている。
また、ポート毎に、動的に、回線を生成し、帯域を設定するようにしている。
このため、取り扱うデータの重要度、種類、サイズ等に応じた柔軟な回線設定ができると同時に、限られたバックプレーン帯域を、常に、最大限に、利用できる。

また、本発明のデータ転送装置は、請求項３に記載するように、任意のポートに対し優先ポートを設定する優先ポート設定手段と、優先ポートから入力されたデータを格納する優先バッファ領域と、予め、前記優先ポートと前記優先バッファ領域間の優先入力パスを設定する優先入力パス設定手段と、予め、前記優先バッファ領域に格納するデータの出力に係る出力チャネルを割り当てることによって、優先出力パスを設定する優先出力パス設定手段とを、備える構成としてある。

このような構成からなる本発明のデータ転送装置によれば、優先バッファ領域を設け、優先ポートからのデータは一旦この優先バッファ領域に格納するようにしている。
そして、優先バッファ領域の出力側では、予め所定のチャネルを割り当てることにより優先出力パスが設定され、係るデータはこの優先出力パスを介して出力されることとなっている。
したがって、利用者は優先ポートを指定することにより、一定の帯域幅をもつ回線を確保することができ、特に、プライオリティの高いトラフィックを利用する場合には効果的である。

また、本発明のデータ転送装置は、請求項４に記載するように、前記優先ポート以外のポートから入力されたデータを格納する共有バッファ領域と、前記優先ポート以外のポートと前記共有バッファ領域間の非優先入力パスを設定する非優先入力パス設定手段と、前記共有バッファ領域に格納するデータの出力に係る出力チャネルを割り当てることによって、非優先出力パスを設定する非優先出力パス設定手段とを備え、前記データ検出手段によって、優先ポートにおける入力データが検出されない場合には、前記出力パスに対しラウンドロビン方式によりデータを出力する構成としてある。
また、本発明のデータ転送装置は、請求項５に記載するように、前記非優先出力パスにおける空き経路をラウンドロビン方式により選択し、所定のタイミングに応じてデータを出力する構成とすることもできる。

このような構成からなる本発明のデータ転送装置によれば、非優先ポートからのデータは共有バッファ領域に一旦格納され、ラウンドロビン方式により順次出力されるようになっている。
また、出力の際には、空き経路をラウンドロビン方式により選択することもできるようになっている。
このため、各非優先ポートから入力されるデータは、バックプレーン帯域を効率よく、かつ、平等に利用することが可能である。
また、ラウンドロビン方式を採用しているため、空き回線を有効に選択できるだけでなく、特定のチャネルにおいて障害が発生した場合でもこれを他のチャネルで補うことができる。さらに、制御方式が単純であるため装置の構成を簡素化することも可能である。
したがって、高効率で、信頼性が高く、発生費用の少ないデータ転送装置を提供することが可能である。

また、出力パスは、優先ポートにおける通信の有無に応じて、動的に、割り当てるようにしており、特に、優先ポートにおける受信データが発生していない場合には他のポートに係る通信に割り当てるようにしている。
したがって、単に優先制御を可能とするだけでなく、装置全体としても限られた帯域を有効に利用できるため、回線利用効率が高く、利便性に優れたデータ転送装置を実現できる。

また、本発明のデータ転送装置は、請求項６に記載するように、前記データ検出手段によって、優先ポートにおける入力データが検出された場合には、所定の非優先出力パスを解除すると同時に、所定の優先出力パスを設定する割込制御手段を備える構成としてある。

このような構成からなる本発明のデータ転送装置によれば、優先ポートにおいてデータの受信が確認された場合等には、非優先出力パスを切断し、強制的に優先出力パスを設定するようにしてある。
したがって、帯域の有効利用を図りつつも、優先ポートにおける通信に関しては、確実に帯域保証がされるため、より信頼性の高いデータ転送装置を実現することができる。

また、本発明のデータ転送装置は、請求項７に記載するように、前記入力パスを介して送信するデータのフレームに宛先のポート番号を記載したポートタグを取り付けるポートタグ取付手段と、少なくとも前記宛先ポート番号を参照してフレームの転送先を特定する宛先特定手段と、を備える構成としてある。
また、本発明のデータ転送装置は、請求項８に記載するように、前記ポートタグ取付手段により取り付けられたポートタグに記載された宛先ポート番号を記憶するタグアドレステーブルを備え、前記宛先特定手段は、前記タグアドレステーブルに記憶された宛先ポートを参照することにより、フレームの転送先を特定する構成とすることもできる。

このような構成からなる本発明のデータ転送装置によれば、転送先のポート番号が記載されたポートタグを予めデータフレームに取り付け、このポートタグを参照することによって転送先のポートを特定するようにしている。
このため、転送データに同期したポート番号情報の信号線及び回路を無くすことができるため、機器構成を簡素化し、又、小型化することが可能となる。
したがって、低コストで、可搬性に優れたデータ転送装置を実現することが可能である。

また、本発明のデータ転送装置は、請求項９に記載するように、前記ポートタグ取付手段により取り付けられたポートタグを除去するポートタグ除去手段を備え、前記ポートタグ除去手段によりポートタグを除去した後に、フレームの転送を行う構成としてある。

このような構成からなる本発明のデータ転送装置によれば、取り付けたポートタグを予め取り外した上で、フレームを転送するようにしている。
すなわち、従来と同じフレームフォーマットを用いてデータ転送を行うようにしている。
このため、既存のネットワークや通信機器をそのまま接続することが可能となり、汎用性・拡張性に優れたデータ転送装置を実現できる。

また、本発明の優先制御方法は、請求項１０に記載するように、バックプレーン帯域を超える帯域を一群のポートに割り当てるオーバーサブスクライブ機能を有するデータ転送装置において行う優先制御方法であって、任意のポートに対し、優先ポート及び／又は非優先ポートの設定を行うステップと、各ポートとバッファ間のパスの設定を行うステップと、各ポートから入力されるデータをバッファに格納するステップと、前記バッファと出力チャネル間のパスの設定を行うステップと、各ポートにおける優先度に応じたパスの切換を行うことにより、動的に回線を生成し、使用する帯域を制御するステップと、を有する方法としてある。

このように、本発明は上述した装置発明だけでなく、方法発明としても実現化することができる。
これにより、具体的な装置構成に限定されることなく、本発明を実施することができ、汎用性・拡張性の高いデータ転送方法を提供することができる。

また、本発明のデータ転送プログラムは、請求項１１に記載するように、バックプレーン帯域を超える帯域を一群のポートに割り当てるオーバーサブスクライブ機能を有するデータ転送装置を構成するコンピュータを、任意のポートに対し、優先ポート及び／又は非優先ポートの設定を行う手段、各ポートから入力されるデータを格納する手段、各ポートと前記バッファ間のパスの設定を行う手段、前記バッファと出力チャネル間のパスの設定を行う手段、各ポートにおける優先度に応じたパスの切換を行うことにより、動的に回線を生成し、使用する帯域を制御する手段、として機能させるためのプログラムとしてある。

このように本発明はプログラムとしても実現化することができる。
これにより、既存のデータ転送装置にプログラムをインストールすることによって本発明を実現することができ、汎用性，拡張性に優れた優先制御プログラムとして提供することができる。

以上のように、本発明のデータ転送装置によれば、取り扱うデータの重要度その他状況に応じて、動的に回線設定や出力制御を行うため、単に優先制御ができるだけでなく、所定の帯域制御を確実に行うことができる。
また、所定のポートタグを利用することにより、回路構成を簡素化することもできる。
このため、利用効率や信頼性の高い優先制御技術を実現するとともに、汎用性・拡張性に優れた低コストのデータ転送装置を提供することが可能である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図１〜図１０を参照して説明する。
ここで、以下に示す本実施形態のデータ転送装置は、プログラム（ソフトウェア）の命令によりコンピュータで実行される処理，手段，機能によって実現される。プログラムは、コンピュータの各構成要素に指令を送り、以下に示すような所定の処理・機能を行わせる。すなわち、本実施形態のデータ転送装置における各処理・手段は、プログラムとコンピュータとが協働した具体的手段によって実現される。
なお、プログラムの全部又は一部は、例えば、磁気ディスク，光ディスク，半導体メモリ，その他任意のコンピュータで読取り可能な記録媒体により提供され、記録媒体から読み出されたプログラムがコンピュータにインストールされて実行される。また、プログラムは、記録媒体を介さず、通信回線を通じて直接にコンピュータにロードし実行することもできる。

［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態のデータ転送装置(1)は、スロット数がN、スロット当たりのバックプレーン帯域が4Gbps、装置全体のバックプレーン帯域がN×4Gbpsであるスイッチ又はルータである。
データ転送装置(1)は、主にSwitch Fabric(11)、Forwarding Engine(121,122)、tag controller-A(131,132)、tag address table(14)、Control Chip(15)、バッファA(16)、バッファB(17)、tag controller-B(18)、MAC(191,192)、Int controller(20)、データ量カウンタ(21)及び物理ポート(22)によって構成されている。

Switch Fabric(11)は、各スロット間の通信を制御するものであり、多数のスイッチ素子が組み合わされて構成されている。
Forwarding Engine(121,122)は、宛先のアドレス等を調べ、転送先を指定した上でSwitch Fabric(11)に対しデータを送り出すものである。
tag controller-A(131,132)は、tag controller-B(18)により取り付けられたポートタグをフレームから取り外すものである。
tag address table(14)は、転送データのフレームに含まれるポート番号を登録しておくものである。

Control Chip(15)は、Forwarding Engine(121,122)とMAC(191,192)との接続を制御するものである。
なお、Control Chip(15)には、物理ポート(22)から入力されたデータを一旦格納させておくバッファが搭載されており、非優先ポートからのデータを記憶するものとしてバッファA（16）、優先ポートからのデータを記憶するものとしてバッファB(17)がある。
tag controller-B(18)は、各ポートに係る転送データのフレームに、宛先のポート番号が記載されたポートタグを付加するものである（図６参照）。
MAC(191,192)は、各物理ポート(22)を収容し、当該物理ポート(22)に入力されたデータの検出を行い（データ検出手段）、また、そのメディア部分を制御するものである。

Int controller(20)は、MAC(191,192)又はデータ量カウンタ(21)によって測定されたポート毎の入力データに応じ、ポート単位でパスの切換を制御するものである。
データ量カウンタ(21)は、MAC(191,192)におけるポート毎に入力データのトラフィックの測定を行うものである。
物理ポート(22)は、通信主体となるホストや他の通信デバイスとのインターフェースである。

なお、本実施形態では、Control Chip(15)は、Forwarding Engine(121,122)のバックプレーン帯域4Gbps（1Gbps×4）に対して、物理ポート側の帯域8Gbps（1Gbps×8）が割り当てられているが、この様に、バックプレーン帯域を超える帯域が物理ポート群に割り当てられている状態をオーバーサブスクライブという。

次に、以上のような構成からなる第一実施形態のデータ転送装置における動作について図面を参照して説明する。
まず、非優先ポートのみが通信する場合の動作について図２及び図３を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係るデータ転送装置において、非優先ポートのみ通信を実施する場合の回線設定を示す接続図であり、図３は、処理手順を示す動作手順図である。
図２に示すとおり、各Forwarding Engine(121,122)とControl Chip(15)間の受信帯域は4Gbps（1Gbps×2×2）／スロットであり、物理回線数は８ポート／スロットである。

予め、ポート番号１のポートに優先ポートを設定することとし、これに伴い以下所定のパスが設定される（ステップＡ１）。
具体的には、ポート１に関して優先入力パスと優先出力パスがバッファB(17)を介して設定され、優先ポート以外の非優先ポートについては、非優先入力パスと非優先出力パスがバッファA(16)を介して設定される。

次に、非優先ポートのいずれかにデータが入力される（ステップＡ２）と、これをMAC(191,192)が検出し（ステップＡ３）、当該入力データは所定の非優先入力パスを介してバッファA(16)に対して送信される（ステップＡ４）。
バッファA(16)に送られたデータ（フレーム）には、ポートタグ取付手段によりポートタグを取り付けた上で（ステップＡ５）、格納される（ステップＡ６）。
ポートタグとは、転送先のポート番号が記載されたものであり、図６に示すとおり、送信データのフレームに付加されるフォーマットとなっている。

次に、バッファA(16)に格納されたデータは、ラウンドロビン方式によりフレームデータが順次抽出され、Forwarding Engine(121,122)に対して均等に送信される（ステップＡ７）。

例えば、ポート番号６〜８の各非優先ポートから同時にデータ入力があった場合、図７に示すように、バッファA(16)からForwarding Engine(121,122)のｃｈ１〜ｃｈ８のすべてに出力パスを設定し、順番にデータを送信していくことになる。
なお、例えば、2Gbpsの実行速度を実現するには、ポートタグが付くことにより、実際の速度は制限されるため、Control Chip(15)とtag controller-A間において一定の速度増幅を施す必要がある。

ステップＡ５において取り付けられたポートタグは、宛先特定手段により転送先を特定した後は、その転送前に、ポートタグ除去手段により取り外される（ステップＡ８）。既に、その役割を果たしており、不要だからである。
なお、ステップＡ８と同時に、またはこれに先立ち、ポートタグに記入されていたポート番号をtag address table(14)に登録する（ステップＡ９）。

バッファA(16)から送信されたフレームデータはForwarding Engine(121,122)によって宛先が指定され、Switch Fabric(11)に送信される（ステップＡ１０）。
そして、Switch Fabric(11)は、所定のスロットに対し、このフレームデータを転送する（ステップＡ１１）。
このように、非優先ポートのみの通信の場合には、4Gbpsのバックプレーン帯域(23)をポート２〜８が共有することになる。
したがって、バックプレーン帯域(23)を有効に、かつ、平等に使用することができるようになる。

次に、優先ポートと非優先ポートが通信する場合の動作について、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、本実施形態に係るデータ転送装置において、優先ポートと非優先ポートの通信を実施する場合の接続図であり、図５は、その処理手順を示すフローチャートである。
図４に示す各Forwarding Engine(121,122)とControl Chip(15)間の受信帯域は、１スロット当たり4Gbps（1Gbps×2×2）であり、物理回線数を８ポート／スロットとすることは、前述の図２と同様である。
また、優先ポート（ポート番号１）に係るパス、及び非優先ポート（ポート番号２〜８）に係るパスは予め設定されているものとする。

まず、物理ポート(22)のいずれかにデータ入力があった場合、MAC(191,192)がこれを検知し、優先ポートであるか、非優先ポートであるかを確認する（ステップＢ１）。
非優先ポートである場合（ステップＢ１ ＮＯ）には、非優先ポートに入力されたデータを所定の非優先パスを介してデータ転送を開始し（ステップＢ２）、データ転送の終了を確認することにより一の手順は完了する（ステップＢ３ ＹＥＳ）。

一方、ステップＢ１で優先ポートのデータ入力が確認された場合（ステップＢ１ ＹＥＳ）、又は、非優先ポートに係るデータ転送中に優先ポートのデータ入力が確認された場合（ステップＢ４ ＹＥＳ）には、所定の優先パスを介してデータ転送が行われることとなるが、非優先ポートに係る通信と優先ポートに係る通信とが混在する場合には、ステップＢ６以下の手順にて優先制御を行う必要がある（割込制御手段）。なお、前記バッファB(17)は、優先ポートからのデータを専ら格納するための優先バッファ領域である。

具体的に説明すると、前記割込制御手段は、予め優先ポートに優先的に割り当てられることが決められている所定のチャネル（ｃｈ１及びｃｈ２）が、非優先ポートの通信に使用されている場合（ステップＢ５ ＹＥＳ）には、そのチャネルの非優先通信を停止し他のチャネルへ振り分け（ステップＢ６）、上記所定のチャネルを用いて優先パスへの強制的な切換設定を行う（ステップＢ７）ことで優先制御を行うものである。
なお、ステップＢ５で、所定チャネルに係る非優先通信が確認されなかった場合（ステップＢ５ ＮＯ）には、上述のように通信中のデータを他のチャネルに振り分ける必要がないため、そのまま所定チャネルを使用して優先通信を行うこととなる（ステップＢ７）。

ここで、割込制御手段が実施された場合、非優先ポートにおける通信は、前記所定チャネル以外の他の出力チャネル（ｃｈ３〜ｃｈ８）がもつ帯域（3Gbps）をラウンドロビンにより均等に使用して行われる（図８及び図９参照）。
また、ここでは、非優先出力パスの空き経路をラウンドロビン方式により検索し、選択することにより、さらに、効率よく出力することも可能である（図１０参照）。

そして、上記優先パスを介してデータ転送が開始され（ステップＢ８）、優先ポートのデータ転送が終了する（ステップＢ９ ＹＥＳ）と、元の非優先パスへ切換を行い（ステップ１０）、終了する。

以上説明したように、本実施形態のデータ転送装置(1)によれば、優先ポートと非優先ポートを予め設定し、ポート単位で回線設定や出力制御を行うようにしている。
特に、優先ポートに関しては、割込制御を用いて一定のチャネル及び帯域を確実に割り当てる一方で、優先ポートが使用されていない場合には、そのチャネル及び帯域を他のポートの使用に開放するようにしている。

このため、プライオリティの高いデータに関しては所定の帯域割り当てを確実に保証しつつも、装置全体としてはバックプレーン帯域を常に最大限利用できるようになっている。

また、本実施形態のデータ転送装置(1)によれば、データ転送の際、所定のポートタグをフレームに付加して、転送先情報をこのフレームから引用する様にしている。
これにより、転送データに同期したポート番号情報の信号線及び回路を無くすことができるため、機器構成を簡素化し、又、小型化することが可能となる。
したがって、低コストで、可搬性に優れたデータ転送装置を実現することが可能である。

また、本実施形態のデータ転送装置(1)によれば、非優先ポートに入力したデータを、ラウンドロビン方式で出力するようにしている。
このため、簡易な方法で、効率よく分散出力することができる。

さらに、本実施形態のデータ転送装置(1)によれば、転送するデータのフレームにポートタグを取り付け、これを参照することにより宛先を特定するようにしている。
また、tag address table(14)を設け、一度学習した転送先情報については、これを参照することにより容易に特定することも可能である。

このように、本実施形態のデータ転送装置(1)によれば、利用効率、信頼性、コスト面、可搬性、利便性及び汎用性・拡張性に優れた優先制御技術を実現し、提供することが可能である。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係るデータ転送装置について図１１を参照して説明する。
図１１は、本発明の第二実施形態に係るデータ転送装置における回線設定を示す接続図である。
本実施形態のデータ転送装置(1)は、Forwarding Engine等の各構成部をＮ個搭載し、優先ポートもＮ個備える構成としている。
また、全体ポート数（Ｎ×４個）、バックプレーン帯域（Ｎ×２Ｇｂｐｓ）等も比例するように構成されている。

例えば、優先ポートと非優先ポートが通信する場合では、Ｎ本の優先ポートが１Ｇｂｐｓで転送されている場合、非優先ポートの通信には、（Ｎ×２−Ｎ）Ｇｂｐｓを非優先ポートの通信回線数で割った帯域幅を割り当てるようにしている。
このため、接続する機器の数や転送速度のバリエーションに対しより柔軟に対応し、また、様々な冗長構成を形成できるようになっている。

以上説明したように、本実施形態のデータ転送装置(1)によれば、第一実施形態と同様の効果が発揮されるだけでなく、構成要素の数や組み合わせを自由に調整することできるので、通信の重要度、規模、速度等に応じて柔軟に対応させることが可能である。
したがって、汎用性、拡張性及び可用性に優れたデータ転送装置を実現でき、利用態様に応じた最適なネットワークを構築することが可能である。

以上、本発明のデータ転送装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明にかかるデータ転送装置は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、本発明のデータ転送装置は、スイッチやルータのみならず、他の伝送装置や通信制御装置であってもよい。

本発明は、バッファを利用して優先制御を行うデータ転送装置に好適に利用することができる。

本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において、非優先ポートのみ通信を実施する場合の回線設定を示す接続図である。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において、非優先ポートのみ通信を実施する場合の処理手順を示す動作手順図である。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において、優先ポートと非優先ポートの通信を実施する場合の回線設定を示す接続図である。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において、優先ポートと非優先ポートの通信を実施する場合の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において使用するポートタグのフレームフォーマットである。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において、非優先ポートのみ通信を実施する場合のラウンドロビン出力を模式的に示した説明図である。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において、優先ポートと非優先ポートの通信を実施する場合に、一のポートからデータを受信した際のラウンドロビン出力を模式的に示した説明図である。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において、優先ポートと非優先ポートの通信を実施する場合に、複数ポートからデータを受信した際のラウンドロビン出力を模式的に示した説明図である。 本発明の第一実施形態に係るデータ転送装置において、非優先出力ポートの空き経路をラウンドロビン方式により選択して出力する手段を模式的に示した説明図である。 本発明の第二実施形態に係るデータ転送装置における回線設定を示す接続図である。 従来のデータ転送装置における回線設定を示した接続図である。

符号の説明

１ データ転送装置
１３（Ｎ）、１８ tag controller
１５ Control Chip
１６、１７ バッファ
１９（Ｎ） ＭＡＣ
２０ Int controller
２１ データ量カウンタ

Claims (11)

1. バックプレーン帯域を超える帯域を一群のポートに割り当てるオーバーサブスクライブ機能を有するデータ転送装置であって、
   各ポートから入力されるデータを格納するバッファと、
   各ポートと前記バッファ間のパスの設定を行う入力パス設定手段と、
   前記バッファと出力チャネル間のパスの設定を行う出力パス設定手段と、
   各ポートにおける優先度に応じたパスの切換えを行うことにより、回線を設定し、使用する帯域を制御する回線制御手段とを、備えることを特徴とするデータ転送装置。
2. 各ポートにおける入力データを検出するデータ検出手段をさらに備え、
   前記回線制御手段は、各ポートにおける入力データの有無に応じてパスの切換を行うことを特徴とする請求項１に記載のデータ転送装置。
3. 任意のポートに対し優先ポートを設定する優先ポート設定手段と、
   優先ポートから入力されたデータを格納する優先バッファ領域と、
   予め、前記優先ポートと前記優先バッファ領域間の優先入力パスを設定する優先入力パス設定手段と、
   予め、前記優先バッファ領域に格納するデータの出力に係る出力チャネルを割り当てることによって、優先出力パスを設定する優先出力パス設定手段とを、備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ転送装置。
4. 前記優先ポート以外のポートから入力されたデータを格納する共有バッファ領域と、
   前記優先ポート以外のポートと前記共有バッファ領域間の非優先入力パスを設定する非優先入力パス設定手段と、
   前記共有バッファ領域に格納するデータの出力に係る出力チャネルを割り当てることによって、非優先出力パスを設定する非優先出力パス設定手段とを備え、
   前記データ検出手段によって、優先ポートにおける入力データが検出されない場合には、前記出力パスに対しラウンドロビン方式によりデータを出力することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のデータ転送装置。
5. 前記非優先出力パスにおける空き経路をラウンドロビン方式により選択し、所定のタイミングに応じてデータを出力することを特徴とする請求項４に記載のデータ転送装置。
6. 前記データ検出手段によって、優先ポートにおける入力データが検出された場合には、所定の非優先出力パスを解除すると同時に、所定の優先出力パスを設定する割込制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のデータ転送装置。
7. 前記入力パスを介して送信するデータのフレームに宛先のポート番号を記載したポートタグを取り付けるポートタグ取付手段と、
   少なくとも前記宛先ポート番号を参照してフレームの転送先を特定する宛先特定手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のデータ転送装置。
8. 前記ポートタグ取付手段により取り付けられたポートタグに記載された宛先ポート番号を記憶するタグアドレステーブルを備え、
   前記宛先特定手段は、
   前記タグアドレステーブルに記憶された宛先ポートを参照することにより、フレームの転送先を特定することを特徴とする請求項７に記載のデータ転送装置。
9. 前記ポートタグ取付手段により取り付けられたポートタグを除去するポートタグ除去手段を備え、
   前記ポートタグ除去手段によりポートタグを除去した後に、フレームの転送を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載のデータ転送装置。
10. バックプレーン帯域を超える帯域を一群のポートに割り当てるオーバーサブスクライブ機能を有するデータ転送装置において行う優先制御方法であって、
    任意のポートに対し、優先ポート及び／又は非優先ポートの設定を行うステップと、
    各ポートとバッファ間のパスの設定を行うステップと、
    各ポートから入力されるデータをバッファに格納するステップと、
    前記バッファと出力チャネル間のパスの設定を行うステップと、
    各ポートにおける優先度に応じたパスの切換を行うことにより、回線を設定し、使用する帯域を制御するステップと、を含むことを特徴とする優先制御方法。
11. バックプレーン帯域を超える帯域を一群のポートに割り当てるオーバーサブスクライブ機能を有するデータ転送装置を構成するコンピュータを、
    任意のポートに対し、優先ポート及び／又は非優先ポートの設定を行う手段、
    各ポートから入力されるデータを格納する手段、各ポートと各ポートから入力されるデータを格納するバッファ間のパスの設定を行う手段、前記バッファと出力チャネル間のパスの設定を行う手段、各ポートにおける優先度に応じたパスの切換を行うことにより、回線を設定し、使用する帯域を制御する手段、として機能させることを特徴とする優先制御プログラム。

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