JP5338404B2 - Reordering processing method in switch device - Google Patents

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本発明は、スイッチ装置におけるReordering処理方法に関する。   The present invention relates to a reordering processing method in a switching device.

入力部から出力部に至るスイッチパスがあり、スイッチパスにバッファが存在するなどしてスイッチパスの遅延が異なる場合、入力部から出力したセル順序が逆転して出力部に到達することがある。これをもとのセル順序に戻すために、Reordering処理が行われる。   If there is a switch path from the input unit to the output unit and the switch path has a different delay due to the presence of a buffer in the switch path, the cell order output from the input unit may be reversed and reach the output unit. In order to restore this to the original cell order, a reordering process is performed.

スイッチ装置ではないが、送信端末と受信端末間の複数パスに一連のデータを送信し、受信端末にて順序逆転があった場合にその順序の補正(以降Reordering処理と記載)を行う手法としては以下のようなものがあった。   Although it is not a switching device, as a method of transmitting a series of data to multiple paths between a transmitting terminal and a receiving terminal and correcting the order when the receiving terminal is reversed in order (hereinafter referred to as Reordering processing) There was something like the following.

例えば特許文献1では、送信端末と受信端末の間の通信で用いられる1つの通信フローのデータを複数のフローに分岐させ、元のフローを復元する通信方法として、送信端末が属する第1のLAN(Local Area Network)と受信端末が属する第2のLANに、それぞれゲートウェイを設置し、送信端末から送出されたTCP(Transmission Control Protocol)コネクションのデータを、第1のLANのゲートウェイにおいてパケット単位でそれぞれの通信経路に振り分け、第2のLANのゲートウェイでは複数の通信経路から受信したパケットの順序逆転をTCPのシーケンス番号に従ってReordering処理を行っている。   For example, in Patent Document 1, as a communication method for branching data of one communication flow used in communication between a transmission terminal and a reception terminal into a plurality of flows and restoring the original flow, the first LAN to which the transmission terminal belongs (Local Area Network) and a second LAN to which the receiving terminal belongs, respectively, gateways are installed, and TCP (Transmission Control Protocol) connection data sent from the transmitting terminal is transmitted in packet units in the first LAN gateway. The second LAN gateway performs a reordering process for reversing the order of packets received from a plurality of communication paths in accordance with the TCP sequence number.

この方法では、一連のシーケンス番号を持ったパケットを複数のフロー(スイッチ装置で言うとスイッチパス)に分散し、複数経路から受信したパケットのReordering処理を前記一連のシーケンス番号をもとに実施しているために、受信装置に到着する前にパケット落ちが生じるとReordering処理にて落ちたパケットの到着待ち状態となり処理遅延が増大または処理自体が停止してしまう欠点がある。   In this method, packets with a series of sequence numbers are distributed over multiple flows (or switch paths in terms of switch devices), and reordering processing of packets received from multiple paths is performed based on the series of sequence numbers. For this reason, if a packet drop occurs before arriving at the receiving apparatus, there is a drawback that the packet dropped in the reordering process waits for arrival and processing delay increases or the process itself stops.

また、特許文献2では、送信端末と受信端末間の複数パスに一連のデータを送信し、シーケンス番号を用いてその順序の補正(Reordering処理)を行うことにより、複数の通信回線を効率的に利用し、回線利用率を向上させる方法として、端末のTCPに機能を追加して、従来1本のTCPコネクションを用いていた通信を複数のTCPコネクションを利用するように変更している。   In Patent Document 2, a series of data is transmitted to a plurality of paths between a transmitting terminal and a receiving terminal, and the order is corrected using a sequence number (Reordering processing), thereby efficiently connecting a plurality of communication lines. As a method of using and improving the line utilization rate, a function is added to the TCP of the terminal, and the communication that conventionally used one TCP connection is changed to use a plurality of TCP connections.

この方法では、送信端末と受信端末間の通信で1つの通信フローで行われていた通信を、複数の通信フローに分割して並列的に送る。即ち、送信端末から受信端末へとデータを送信する場合、送信端末の通信プロトコルは、1つの通信フローのデータを分割して複数の通信フローに振り分け、分割した複数の通信フローを元の1つの通信フローに復元するための復元情報として新たなヘッダをTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)パケットに付加して(つまり2系統のシーケンス番号を用いて)、複数の通信フローでデータを送信する。受信端末の通信プロトコルは、複数の通信フローから受信したデータの復元情報を参照し、1つの通信フローを復元する。   In this method, communication performed in one communication flow in communication between the transmission terminal and the reception terminal is divided into a plurality of communication flows and sent in parallel. That is, when data is transmitted from the transmission terminal to the reception terminal, the communication protocol of the transmission terminal divides the data of one communication flow and distributes the data to a plurality of communication flows, A new header is added to the TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) packet as restoration information to restore the communication flow (that is, using two system sequence numbers), and data is transmitted in multiple communication flows. To do. The communication protocol of the receiving terminal refers to the restoration information of data received from a plurality of communication flows, and restores one communication flow.

このように、2系統のシーケンス番号を用いればフロー毎のパケット落ち監視も可能であるが、特許文献2記載の方法も特許文献1記載の方法と同様に、受信装置に到着する前にパケット落ちが生じるとReordering処理にて落ちたパケットの到着待ち状態となり、処理遅延が増大または処理自体が停止してしまう欠点がある。   As described above, if two sequence numbers are used, packet drop monitoring can be performed for each flow. However, the method described in Patent Document 2 is similar to the method described in Patent Document 1, and packet drop before arrival at the receiving apparatus. When this occurs, there is a disadvantage that the packet dropped due to the reordering process waits for arrival and the processing delay increases or the process itself stops.

特開2002−261478号公報JP 2002-261478 A 特開2003−110604号公報JP 2003-110604 A 特開2008−017387号公報JP 2008-017387 A

Isaac Keslassy, "The Load-Balanced Router," Ph.D. Dissertation, Stanford University, June 2004Isaac Keslassy, "The Load-Balanced Router," Ph.D. Dissertation, Stanford University, June 2004

上記、送信端末と受信端末間の複数パスに一連のデータを送信し、受信端末にて順序逆転があった場合にその順序の補正(Reordering処理)を行う手法として、送出するデータに一連のシーケンス番号を割り振り、データの受信ポイント(スイッチ装置の場合の出力部に相当)にて、シーケンス番号を基にセル順序を元に戻すReordering処理を行う方法を、ネットワークのコアルータ等として使用されるスイッチ装置に適用した場合、例えばスイッチパスにてビットエラーなどによってセル落ちが生じると、落ちてしまったセルの待ち状態になってしまい、処理が停止してしまうという問題がある。   As a method of transmitting a series of data to a plurality of paths between the transmitting terminal and the receiving terminal and correcting the order (Reordering processing) when there is an order reversal at the receiving terminal, a series of sequences is sent to the data to be transmitted. A switching device used as a network core router, etc., for assigning a number and performing a reordering process to restore the cell order based on the sequence number at the data reception point (corresponding to the output unit in the case of a switching device) When a cell drop occurs due to a bit error or the like in a switch path, for example, there is a problem that the dropped cell waits and processing stops.

本発明の目的は、装置内にスイッチパスが複数存在するようなスイッチ装置において、スイッチ装置内でセル落ちがあった場合でも処理遅延の増大または処理停止することがないReordering処理方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a reordering processing method that does not increase processing delay or stop processing even when a cell drop occurs in a switch device in which a plurality of switch paths exist in the device. It is in.

本発明のスイッチ装置におけるReordering処理方法は、L(Lは2以上の整数)個の入力部と、N(Nは2以上の整数)個の出力部と、一つの前記入力部から一つの前記出力部に対してK(Kは2以上の整数)個のスイッチパスを有するとともに前記スイッチパスごとに設けられた中間段Buffer部を有するスイッチ部とからなるスイッチ装置におけるReordering処理方法であって、前記各入力部から前記各スイッチパスに送出される有効セル及び有効セルがない場合に挿入して送出される無効セルに対して、夫々のセルを送出した時間(セル時間)を付加するセル送出時間情報付加ステップと、前記各入力部から送出された前記有効セルと最新の前記無効セルを前記中間段Buffer部に格納し、該格納された有効セルを、宛先毎に順次指定して古いセル時間が付加された有効セルから読み出して送出するとともに当該宛先の有効セルが無い時には前記格納された最新の無効セルを読み出して送出する中間段Buffer処理ステップと、前記各中間段Buffer部から受信した前記有効セルに付加されているセル時間および前記最新の無効セルに付加されているセル時間を基に有効セルの順序を元に戻して前記出力部から出力するReordering処理ステップ、とからなることを特徴とする。   The reordering processing method in the switching device according to the present invention includes L (L is an integer greater than or equal to 2) input units, N (N is an integer greater than or equal to 2) output units, and one input unit from the one input unit. A reordering processing method in a switching device having K (K is an integer of 2 or more) switch paths for an output unit and a switch unit having an intermediate buffer unit provided for each switch path, Cell transmission for adding the time (cell time) of sending each cell to the invalid cell inserted and sent when there is no valid cell and valid cell sent from each input unit to each switch path A time information adding step; storing the valid cell sent from each input unit and the latest invalid cell in the intermediate buffer unit, and sequentially specifying the stored valid cell for each destination Time Is read out from the valid cell to which is added, and when there is no valid cell at the destination, the intermediate buffer processing step of reading out and transmitting the latest stored invalid cell, and the received from each intermediate buffer unit A reordering processing step for restoring the order of the valid cells based on the cell time added to the valid cell and the cell time added to the latest invalid cell and outputting from the output unit. And

本発明のスイッチ装置は、L(Lは2以上の整数)個の入力部と、N(Nは2以上の整数)個の出力部と、一つの前記入力部から一つの前記出力部に対してK(Kは2以上の整数)個のスイッチパスを有するとともに前記スイッチパスごとに設けられた中間段Buffer部を有するスイッチ部とからなるスイッチ装置において、前記各入力部に、前記各スイッチパスに送出される有効セル及び有効セルがない場合に挿入して送出される無効セルに対して、夫々のセルを送出した時間(セル時間)を付加するセル送出時間情報付加手段を設け、前記各中間段Buffer部に、前記各入力部から送出された前記有効セルと最新の前記無効セルを格納し、宛先毎に順次指定して古いセル時間が付加された有効セルから読み出して送出するとともに当該宛先の有効セルが無い時には前記最新の無効セルを読み出して送出する中間段Buffer処理手段を設け、前記各出力部に、受信した前記有効セルに付加されているセル時間および前記最新の無効セルに付加されているセル時間を基に前記有効セルの順序を元に戻して出力するReordering処理手段を設けたことを特徴とする。   The switch device according to the present invention includes L (L is an integer of 2 or more) input units, N (N is an integer of 2 or more) output units, and one input unit to one output unit. And a switch unit having an intermediate stage buffer unit provided for each of the switch paths, wherein each switch path is connected to each input unit. Cell sending time information adding means for adding the time (cell time) of sending each cell to the valid cell and invalid cell inserted and sent when there is no valid cell, The valid cell sent from each input unit and the latest invalid cell are stored in the intermediate buffer unit, and each cell is sequentially designated for each destination, read out from the valid cell with the old cell time added, and sent. Valid destination When there is no data, an intermediate stage buffer processing means for reading out and sending out the latest invalid cell is provided, and in each output unit, the cell time added to the received valid cell and the latest invalid cell are added. Reordering processing means is provided for returning the order of the effective cells based on the existing cell time.

本発明によれば、入力部から出力部に至る経路にてビットエラーなどでセルが落ちてしまった場合でも、処理を停止することなく送出時間の古い順にセル送出するReordering処理が可能となる。   According to the present invention, even when a cell is dropped due to a bit error or the like on the path from the input unit to the output unit, it is possible to perform the reordering process in which cells are transmitted in the order of oldest transmission time without stopping the process.

本発明が適用されるスイッチ装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the switch apparatus with which this invention is applied. 図1に示すスイッチ装置におけるスイッチパスの経路説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a switch path in the switch device shown in FIG. 1. 本発明のReordering処理方法を適用した入力部の実施形態示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of the input part to which the Reordering processing method of this invention is applied. 本発明のReordering処理方法を適用した各中間段Bufferの実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of each intermediate | middle stage Buffer to which the Reordering processing method of this invention is applied. 本発明のReordering処理方法を適用した各出力部の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of each output part to which the Reordering processing method of this invention is applied. 本発明のスイッチ装置における中間段Buffer部のセル格納動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cell storing operation | movement of the intermediate | middle stage Buffer part in the switch apparatus of this invention. 本発明のスイッチ装置における中間段Buffer部のセル送出動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cell transmission operation | movement of the intermediate | middle stage Buffer part in the switch apparatus of this invention. 本発明のスイッチ装置における出力部のセル送出動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cell transmission operation | movement of the output part in the switch apparatus of this invention.

図1は、本発明を適用するスイッチ構成の一例を示すブロック図であり、L個の入力部、k個の中間段Buffer、N個の出力部で構成されるロードバランス型スイッチの構成例である。なお、ロードバランス型スイッチの動作に関しては、例えば特許文献3あるいは非特許文献1等に記載されている。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of a switch configuration to which the present invention is applied. FIG. 1 shows a configuration example of a load balance type switch including L input units, k intermediate stage buffers, and N output units. is there. The operation of the load balance type switch is described in, for example, Patent Document 3 or Non-Patent Document 1.

本例では、入力部と中間段Buffer間、中間段Bufferと出力部間はそれぞれクロスバ(XBAR)スイッチで接続されている構成を示しているが、前段XBAR Switch(1-2)と後段XBAR Switch(1-4)を、光ケーブルなどを用いて物理的にメッシュ接続とする形態に置き換えることも可能である。   In this example, the cross section (XBAR) switch is connected between the input section and the intermediate stage buffer, and between the intermediate stage buffer and the output section, but the front stage XBAR Switch (1-2) and the rear stage XBAR Switch It is also possible to replace (1-4) with a form in which mesh connection is physically made using an optical cable or the like.

入力部(1-1-1)〜(1-1-L)は、それぞれ前段XBAR Switch(1-2)の入力ポートに接続されており、前段XBAR Switch(1-2)の出力ポートは、中間段Buffer(1-3-1)〜(1-3-k)に接続されている。つまり、入力部(1-1-1)〜(1-1-L)から出力されたセルは、前段XBAR Switch(1-2)を介して中間段Buffer(1-3-1)〜(1-3-k)に到達することになる。   The input units (1-1-1) to (1-1-L) are each connected to the input port of the previous stage XBAR Switch (1-2), and the output port of the previous stage XBAR Switch (1-2) is It is connected to the intermediate buffer (1-3-1) to (1-3-k). That is, the cells output from the input units (1-1-1) to (1-1-L) are transferred to the intermediate buffer (1-3-1) to (1) via the previous XBAR Switch (1-2). -3-k).

中間段Buffer(1-3-1)〜(1-3-k)は、前段XBAR Switch(1-2)を介して入力部(1-1-1)〜(1-1-L)から受信したセルを、宛先となる出力部単位に格納するVOQ(Virtual Output Queue)を内蔵している。中間段Buffer(1-3-1)〜(1-3-k)の出力は、後段XBAR Switch(1-4)の入力ポートに接続されており、後段XBAR Switch(1-4)の出力ポートは、出力部(1-5-1)〜(1-5-N)に接続されている。   Intermediate stage Buffer (1-3-1) to (1-3-k) receives from input section (1-1-1) to (1-1-L) via previous stage XBAR Switch (1-2) A built-in VOQ (Virtual Output Queue) is stored in the output unit as a destination. The output of the intermediate buffer (1-3-1) to (1-3-k) is connected to the input port of the post-stage XBAR Switch (1-4), and the output port of the post-stage XBAR Switch (1-4) Are connected to the output sections (1-5-1) to (1-5-N).

つまり、中間段Buffer(1-3-1)〜(1-3-k)から出力されたセルは、後段XBAR Switch(1-4)を介して出力部(1-5-1)〜(1-5-N)に到達することになる。出力部(1-5-1)〜(1-5-N)は、後段XBAR Switch(1-4)からセルを受け取り、入力部(1-1-1)〜(1-1-L)毎にセル順序を確認して、セルの順序逆転があった場合には、正しいセル順にする処理を行う。   In other words, the cells output from the intermediate buffer (1-3-1) to (1-3-k) are output from the output units (1-5-1) to (1) via the post-stage XBAR Switch (1-4). -5-N). Output units (1-5-1) to (1-5-N) receive cells from the latter stage XBAR Switch (1-4), and input units (1-1-1) to (1-1-L) When the cell order is confirmed, and the cell order is reversed, the process of making the cell order correct is performed.

図1に示すロードバランス型スイッチでは、ある入力部からある出力部へセルを送出する場合、中間段Buffer(1-3-1)〜(1-3-k)の何れかを経由することになる。このため、図2に示すように例えば入力部1から出力部1にセルを出力する場合、k個のスイッチパスが存在する。   In the load balance type switch shown in FIG. 1, when a cell is sent from a certain input unit to a certain output unit, it is routed through any one of the intermediate buffers (1-3-1) to (1-3-k). Become. For this reason, as shown in FIG. 2, when a cell is output from the input unit 1 to the output unit 1, for example, k switch paths exist.

この場合、同一スイッチパス内ではセル順序が入れ替わることはないが、スイッチパスには途中にバッファ(中間段Buffer)が存在するために中間段Buffer(1-3-1)〜(1-3-k)間のセル蓄積状態の差分により入力部から出力部までの到達時間がスイッチパス毎に異なる場合があり、異なるスイッチパスを使用してセルを送出した場合、出力部にはセル順序が逆転して到着する場合がある。このため、出力部においてセル順序を元に戻すためのReordering処理が必要となる。   In this case, the cell order does not change within the same switch path, but since the buffer (intermediate buffer) exists in the switch path, the intermediate buffer (1-3-1) to (1-3- k) The arrival time from the input unit to the output unit may be different for each switch path due to the difference in the cell accumulation state between them. When cells are sent using different switch paths, the cell order is reversed in the output unit May arrive. For this reason, a reordering process for returning the cell order to the original in the output unit is required.

図3は、本発明のReordering処理方法を適用した入力部の実施形態(入力部を(4-1-1)〜(4-1-4)までの4ブロック構成とした場合)を示すブロック図である。本実施形態の入力部では、各スイッチパスに送出するセルに対して、送出した時間情報が付加される。   FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of an input unit to which the Reordering processing method of the present invention is applied (when the input unit has a four-block configuration from (4-1-1) to (4-1-4)). It is. In the input unit of this embodiment, the transmitted time information is added to the cell transmitted to each switch path.

入力部(4-1-1)〜(4-1-4)は、それぞれ時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)を内蔵している。時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)は、時間情報生成部(4-4)から受信したセル時間情報を、受信したセルに付加して前段XBAR Switch(4-3)へ出力する。時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)に入力されるセルは、有効なデータを搭載した有効セルと有効セルがない場合に挿入される無効セルの2種類ある。   The input units (4-1-1) to (4-1-4) incorporate time information adding units (4-2-1) to (4-2-4), respectively. The time information adding units (4-2-1) to (4-2-4) add the cell time information received from the time information generating unit (4-4) to the received cell to add the preceding XBAR Switch (4 Output to -3). There are two types of cells that are input to the time information addition units (4-2-1) to (4-2-4): valid cells with valid data and invalid cells that are inserted when there is no valid cell. .

時間情報生成部(4-4)は、1セル送出するのにかかる時間毎にカウントアップするカウンタを内蔵しており、セル時間(カウント値)を入力部(4-1-1)〜(4-1-4)内の時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)に送出する。   The time information generation unit (4-4) has a built-in counter that counts up every time it takes to transmit one cell, and the cell time (count value) is input to the input units (4-1-1) to (4 -1-4) to the time information adding section (4-2-1) to (4-2-4).

図4は、本発明のReordering処理方法を適用した各中間段Bufferの実施形態(出力部を4ブロック構成とした場合)を示すブロック図である。本実施形態の中間段Bufferでは、受信セルはVOQ(Virtual Output Queue)で管理され、宛先のQueueに有効出力セルがない場合には、内部保持している最新の無効セルが送出される。   FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of each intermediate-stage buffer to which the reordering processing method of the present invention is applied (when the output unit has a 4-block configuration). In the intermediate buffer of this embodiment, received cells are managed by VOQ (Virtual Output Queue), and when there is no valid output cell in the destination queue, the latest invalid cell held internally is transmitted.

そのため、中間段Buffer(5-1)は、有効/無効判定部(5-2)、レジスタ(5-3)、VOQ(5-4)、選択部(5-5)から成る。有効/無効判定部(5-2)は、受信セルを有効セルと無効セルに分け、有効セルはVOQ(5-4)に、無効セルはレジスタ(5-3)に送出する。レジスタ(5-3)は、受信した無効セルを保持するブロックで、無効セルを受信する毎に上書きしていき、常に最新の1セル情報だけを保持している。   For this reason, the intermediate buffer (5-1) includes a valid / invalid determination unit (5-2), a register (5-3), a VOQ (5-4), and a selection unit (5-5). The valid / invalid determination unit (5-2) divides the received cells into valid cells and invalid cells, and sends valid cells to the VOQ (5-4) and invalid cells to the register (5-3). The register (5-3) is a block for holding the received invalid cell and is overwritten every time an invalid cell is received, and always holds only the latest one cell information.

VOQ(5-4)は、宛先単位にQueueを配備しているVOQ(Virtual Output Queue)構成のメモリであり、受信した有効セルを、その宛先毎に格納していく。選択部(5-5)は、VOQ(5-4)の各Queueに格納されている有効セルまたはレジスタ(5-3)に格納されている無効セルを宛先毎に順次読み出し、後段XBAR Switchへ出力する。   The VOQ (5-4) is a memory having a VOQ (Virtual Output Queue) configuration in which a Queue is provided for each destination, and stores received valid cells for each destination. The selection unit (5-5) sequentially reads out the valid cells stored in each queue of the VOQ (5-4) or the invalid cells stored in the register (5-3) for each destination, and proceeds to the subsequent stage XBAR Switch. Output.

図5は、本発明のReordering処理方法を適用した各出力部の実施形態(中間段Bufferを4ブロック構成とした場合)を示すブロック図である。本実施形態の出力部では、受信した有効セルに付加されているセル時間および受信した最新の無効セルに付加されているセル時間を基にして、出力する有効セルの順序を元に戻すReordering処理が行われる。   FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of each output unit to which the Reordering processing method of the present invention is applied (when the intermediate stage buffer has a 4-block configuration). In the output unit of the present embodiment, a reordering process for restoring the order of valid cells to be output based on the cell time added to the received valid cell and the cell time added to the latest invalid cell received. Is done.

出力部(6-1)は、Reordering処理部(6-5)を内蔵している。Reordering処理部(6-5)は、書込制御部(6-2)、MEM部(6-3)、読出制御部(6-4)から成り、MEM部(6-3)は、入力された有効セルをセルが経由した中間段Buffer毎に格納するように複数のQueueで構成されたメモリである。   The output unit (6-1) includes a reordering processing unit (6-5). The reordering processing unit (6-5) is composed of a write control unit (6-2), a MEM unit (6-3), and a read control unit (6-4). The MEM unit (6-3) is input. This is a memory composed of multiple queues so that valid cells are stored for each intermediate buffer through which the cells pass.

入力された有効セルは、書込制御部(6-2)からMEM部(6-3)に、経由した中間段Buffer毎に書き込まれる。無効セルが入力された場合は、無効セルの情報(搭載しているセル時間、経由した中間段Buffer)を読出制御部(6-4)に送出する。読出制御部(6-4)は、書込制御部(6-2)から受信した無効セルの情報とMEM部(6-3)の各Queueの先頭に格納されている有効セルのセル時間情報を考慮してMEM部(6-3)から読み出す有効セルの読み出し制御を行う。   The input effective cell is written from the write control unit (6-2) to the MEM unit (6-3) for each intermediate stage Buffer that has passed through. When an invalid cell is input, information on the invalid cell (the time of the installed cell, the intermediate buffer through which it passes) is sent to the read control unit (6-4). The read control unit (6-4) includes information on invalid cells received from the write control unit (6-2) and cell time information on valid cells stored at the head of each queue in the MEM unit (6-3). In consideration of the above, the effective cell read control from the MEM section (6-3) is performed.

次に、本実施形態の動作について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

図3における各入力部は、図1における入力部(1-1-1)〜(1-1-L)を、入力部(4-1-1)〜(4-1-4)までの4ブロック構成の場合の例を示している。時間情報生成部(4-4)は、セル時間(1セル送出するのにかかる時間)毎にカウントアップするカウンタを内蔵しており、セル時間(カウント値)を入力部(4-1-1)〜(4-1-4)内の時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)に送出する。   Each input unit in FIG. 3 is changed from the input units (1-1-1) to (1-1-L) in FIG. 1 to the input units (4-1-1) to (4-1-4). An example in the case of a block configuration is shown. The time information generator (4-4) has a built-in counter that counts up every cell time (time required to transmit one cell), and the cell time (count value) is input to the input unit (4-1-1 ) To (4-1-4) to send to the time information adding unit (4-2-1) to (4-2-4).

入力部(4-1-1)〜(4-1-4)内に配備されている時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)は、時間情報生成部(4-4)から受信したセル時間情報を、受信したセルに付加して前段XBAR Switch(4-3)に出力する。時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)に入力されるセルは、有効なデータを搭載した有効セルと有効セルがない場合に挿入される無効セルの2種類あるが、時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)は、有効セルと無効セルの何れのセルに対しても、前記セル時間情報を付加して前段XBAR Switch(4-3)に出力する。   The time information adding units (4-2-1) to (4-2-4) provided in the input units (4-1-1) to (4-1-4) The cell time information received from -4) is added to the received cell and output to the preceding XBAR Switch (4-3). There are two types of cells that are input to the time information addition units (4-2-1) to (4-2-4): valid cells with valid data and invalid cells that are inserted when there is no valid cell. However, the time information adding units (4-2-1) to (4-2-4) add the cell time information to both the valid cell and the invalid cell to add the preceding XBAR Switch (4 Output to -3).

図4における中間段Buffer(5-1)は、図1における中間段Buffer(1-3-1)〜(1-3-k)に相当し、図1における出力部を4個備えている場合の例を示している。有効/無効判定部(5-2)は、受信セルを有効セルと無効セルに分け、有効セルはVOQ(5-4)に、無効セルはレジスタ(5-3)に送出する。レジスタ(5-3)は、受信した無効セルを保持するブロックであり、無効セルを受信する毎に上書きしていき、常に最新の1セル情報だけ保持している。   The intermediate stage buffer (5-1) in FIG. 4 corresponds to the intermediate stage buffers (1-3-1) to (1-3-k) in FIG. 1, and has four output units in FIG. An example is shown. The valid / invalid determination unit (5-2) divides the received cells into valid cells and invalid cells, and sends valid cells to the VOQ (5-4) and invalid cells to the register (5-3). The register (5-3) is a block that holds the received invalid cell, and is overwritten every time an invalid cell is received, and always holds only the latest one cell information.

VOQ(5-4)は、宛先単位にQueueを配備しているVOQ(Virtual Output Queue)構成のメモリであり、受信した有効セルの宛先毎に格納していく。選択部(5-5)は、VOQの各Queueから1セルずつ順番に有効セルを読み出して送出するが、Queueに有効セルが格納されていない場合にはレジスタ(5-3)に格納されている無効セルを読み出して送出する。   The VOQ (5-4) is a memory having a VOQ (Virtual Output Queue) configuration in which a Queue is provided for each destination, and is stored for each destination of the received valid cell. The selection unit (5-5) reads out and sends out valid cells one by one from each queue of the VOQ, but when no valid cells are stored in the queue, it is stored in the register (5-3). Read out invalid cells and send them.

図6は、図4の中間段Buffer(5-1)におけるセル入力からレジスタ(5-3)またはVOQ(5-4)に格納されるまでの動作をセル時間順に示したものである。以下、中間段Bufferにおけるセル格納動作をセル入力時間順に説明する。なお、以下の説明では、図3の入力部(4-1-1)〜(4-1-4)において時間情報付加部(4-2-1)〜(4-2-4)によってセルに付加された時間情報を「」で囲んだ数字で示す。   FIG. 6 shows the operation from cell input to storage in the register (5-3) or VOQ (5-4) in the intermediate stage Buffer (5-1) in FIG. 4 in order of cell time. The cell storage operation in the intermediate buffer will be described below in the order of cell input time. In the following description, the time information adding units (4-2-1) to (4-2-4) in the input units (4-1-1) to (4-1-4) in FIG. The added time information is indicated by a number surrounded by “”.

■セル時間T1
出力部1行きのセル「1」受信、VOQ(5-4)の出力部1行きのセルを格納するQueueにセル「1」を格納、
■セル時間T2
無効セル「2」受信、レジスタ(5-3)に無効セル「2」を書き込み、
■ Cell time T1
Cell “1” for output unit 1 is received, cell “1” is stored in the queue that stores the cell for output unit 1 of VOQ (5-4),
■ Cell time T2
Invalid cell “2” received, invalid cell “2” written to register (5-3),

■セル時間T3
出力部2行きのセル「3」受信、VOQ(5-4)の出力部2行きのセルを格納するQueueにセル「3」を格納、
■セル時間T4
出力部3行きのセル「4」受信、VOQ(5-4)の出力部3行きのセルを格納するQueueにセル「4」を格納、
■ Cell time T3
Receive cell “3” destined for output unit 2, store cell “3” in Queue that stores cells destined for output unit 2 of VOQ (5-4),
■ Cell time T4
Cell “4” for output unit 3 received, cell “4” stored in Queue storing cell for output unit 3 of VOQ (5-4),

■セル時間T5
出力部4行きのセル「5」受信、VOQ(5-4)の出力部4行きのセルを格納するQueueにセル「5」を格納、
■セル時間T6
出力部1行きのセル「6」受信、VOQ(5-4)の出力部1行きのセルを格納するQueueにセル「6」を格納、
■ Cell time T5
Receive cell “5” destined for output unit 4, store cell “5” in Queue storing cell destined for output unit 4 of VOQ (5-4),
■ Cell time T6
Receive cell “6” destined for output unit 1, store cell “6” in Queue storing cell destined for output unit 1 of VOQ (5-4),

■セル時間T7
無効セル「7」受信、レジスタ(5-3)に無効セル「7」を書き込み(セル時間T2で書き込んだ内容に上書き)、
■セル時間T8
出力部4行きのセル「8」受信、VOQ(5-4)の出力部4行きのセルを格納するQueueにセル「8」を格納。
■ Cell time T7
Receive invalid cell “7”, write invalid cell “7” to register (5-3) (overwrites the content written at cell time T2),
■ Cell time T8
The cell “8” for the output unit 4 is received, and the cell “8” is stored in the queue storing the cell for the output unit 4 of the VOQ (5-4).

図7は、図4の中間段Buffer(5-1)におけるレジスタ(5-3)またはVOQ(5-4)からセルを読み出す過程をセル時間順に示したものである。以下、中間段Bufferにおけるセル送出動作をセル送出時間順に説明する。   FIG. 7 shows the process of reading cells from the register (5-3) or VOQ (5-4) in the intermediate buffer (5-1) in FIG. 4 in the order of cell time. The cell sending operation in the intermediate buffer will be described below in the order of cell sending time.

なお図7に示すセル送出時間T1〜T8と図6に示すセル入力時間T1〜T8は無関係であり時間的に一致していることを示すものではない。また本来は、レジスタ(5-3)に格納される無効セル情報は無効セル受信の度に上書きされるが、本例では説明を簡単にするために、常にセル時間7の情報を持った無効セル「7」が格納されている場合を示す。   Note that the cell transmission times T1 to T8 shown in FIG. 7 and the cell input times T1 to T8 shown in FIG. 6 are irrelevant and do not indicate that they coincide in time. Originally, the invalid cell information stored in the register (5-3) is overwritten every time an invalid cell is received. In this example, however, for the sake of simplicity, the invalid cell information always contains cell time 7 information. The case where the cell “7” is stored is shown.

■セル時間T1
VOQ(5-4)から出力部1行きのセル「1」を読み出して送出、
■セル時間T2
VOQ(5-4)から出力部2行きのセル「3」を読み出して送出、
■ Cell time T1
Read and send cell “1” for output unit 1 from VOQ (5-4),
■ Cell time T2
Read and send cell “3” for output unit 2 from VOQ (5-4),

■セル時間T3
VOQ(5-4)から出力部3行きのセル「4」を読み出して送出、
■セル時間T4
VOQ(5-4)から出力部4行きのセル「5」を読み出して送出、
■ Cell time T3
Read and send cell “4” for output unit 3 from VOQ (5-4),
■ Cell time T4
Read and send cell “5” destined for output unit 4 from VOQ (5-4).

■セル時間T5
VOQ(5-4)から出力部1行きのセル「6」を読み出して送出、
■セル時間T6
VOQ(5-4)に出力部2行きのセルが格納されていないため、レジスタ(5-3)から無効セル「7」を読み出して送出、
■ Cell time T5
Read cell “6” destined for output unit 1 from VOQ (5-4) and send it out.
■ Cell time T6
Since the cell for the output unit 2 is not stored in the VOQ (5-4), the invalid cell “7” is read from the register (5-3) and sent out.

■セル時間T7
VOQ(5-4)に出力部3行きのセルが格納されていないため、レジスタ(5-3)から無効セル「7」を読み出して送出、
■セル時間T8
VOQ(5-4)から出力部4行きのセル「8」を読み出して送出。
■ Cell time T7
Since the cell for output unit 3 is not stored in VOQ (5-4), invalid cell “7” is read from register (5-3) and sent out.
■ Cell time T8
Read and send cell “8” for output unit 4 from VOQ (5-4).

図5における出力部(6-1)は、図1における各出力部(1-5-1)〜(1-5-k)に相当し、図1における中間段Bufferを4個備えている場合の例を示している。入力された有効セルは、書込制御部(6-2)からMEM部(6-3)に、経由した中間段Buffer毎に書き込まれる。無効セルが入力された場合は、無効セルの情報(搭載しているセル時間、および経由した中間段Buffer)を読出制御部(6-4)に送出する。読出制御部(6-4)は、書込制御部(6-2)から受信した無効セルの情報により、経由した中間段Buffer毎に最新の無効セルのセル時間情報(最新無効セル情報)を保持している。   The output unit (6-1) in FIG. 5 corresponds to the output units (1-5-1) to (1-5-k) in FIG. 1, and includes four intermediate stage buffers in FIG. An example is shown. The input effective cell is written from the write control unit (6-2) to the MEM unit (6-3) for each intermediate stage Buffer that has passed through. When an invalid cell is input, the information of the invalid cell (the time of the installed cell and the intermediate buffer passed through) is sent to the read control unit (6-4). Based on the invalid cell information received from the write control unit (6-2), the read control unit (6-4) obtains the latest invalid cell time information (latest invalid cell information) for each intermediate stage buffer passed through. keeping.

また、読出制御部(6-4)は、MEM部(6-3)の各Queueの先頭に格納されている有効セルのセル時間情報を参照し、最も古い時間情報が付加されているセルを読み出していく。MEM部(6-3)の各Queueのうち、有効セルが格納されていないQueueがあった場合は、そのQueueに関連付けられている中間段Bufferを経由した最新無効セル情報と比較する。   Also, the read control unit (6-4) refers to the cell time information of the valid cell stored at the head of each Queue of the MEM unit (6-3), and selects the cell to which the oldest time information is added. Read out. If there is a queue in which no valid cell is stored among the queues of the MEM section (6-3), it is compared with the latest invalid cell information via the intermediate buffer associated with the queue.

図8は、図5の出力部におけるMEM部(6-3)からセルを読み出す過程をセル時間順に示したものである。以下、MEM部(6-3)からのセルを読み出し動作をセル送出時間順に説明する。   FIG. 8 shows a process of reading cells from the MEM unit (6-3) in the output unit of FIG. 5 in order of cell time. Hereinafter, an operation of reading a cell from the MEM unit (6-3) will be described in the order of cell transmission time.

なお、図8中の最新無効セル情報は図5における読出制御部(6-4)内に配備されており、経由した中間段Buffer毎に保持している最新の無効セルのセル時間情報(最新無効セル情報)に相当し、中間段Buffer毎に入力された最新の無効セルによって上書きされる。また本例においては、最新無効セル情報は簡単のため、中間段Buffer1〜4からの最新の無効セルの時間情報は、読み出し動作中全てセル時間13のまま変わらない場合を示す。   Note that the latest invalid cell information in FIG. 8 is provided in the read control unit (6-4) in FIG. 5, and the cell time information (latest cell time of the latest invalid cell held for each intermediate-stage buffer that has passed through. It is overwritten by the latest invalid cell entered for each intermediate buffer. Further, in this example, since the latest invalid cell information is simple, the latest invalid cell time information from the intermediate stages Buffer1 to Buffer4 is shown as a case where all the cell time 13 remains unchanged during the read operation.

■セル時間T1
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較し、最も古い時間情報(セル時間1)を持っている中間段Buffer1経由のセル「1」を読み出す、
■セル時間T2
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較し、最も古い時間情報(セル時間2)を持っている中間段Buffer1経由のセル「2」を読み出す、
■ Cell time T1
Compare the cell time of the first cell of each Queue that constitutes the MEM part (6-3), and read the cell “1” via the intermediate buffer 1 that has the oldest time information (cell time 1).
■ Cell time T2
Compare the cell time of the first cell of each Queue that constitutes the MEM part (6-3), and read the cell “2” via the intermediate buffer 1 that has the oldest time information (cell time 2).

■セル時間T3
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較し、最も古い時間情報(セル時間4)を持っている中間段Buffer1経由のセル「4」を読み出す、
■セル時間T4
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較し、最も古い時間情報(セル時間5)を持っている中間段Buffer2経由のセル「5」を読み出す、
■ Cell time T3
Compare the cell time of the first cell of each Queue that constitutes the MEM part (6-3), and read the cell “4” via the intermediate buffer 1 having the oldest time information (cell time 4).
■ Cell time T4
Compare the cell time of the first cell of each Queue constituting the MEM part (6-3), and read the cell “5” via the intermediate buffer 2 having the oldest time information (cell time 5).

■セル時間T5
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較し、最も古い時間情報(セル時間6)を持っている中間段Buffer2経由のセル「6」を読み出す、
■セル時間T6
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較し、最も古い時間情報(セル時間7)を持っている中間段Buffer1経由のセル「7」を読み出す。
■ Cell time T5
Compare the cell time of the first cell of each Queue constituting the MEM part (6-3), and read the cell “6” via the intermediate buffer 2 having the oldest time information (cell time 6).
■ Cell time T6
The cell time of the first cell of each Queue constituting the MEM section (6-3) is compared, and the cell “7” via the intermediate buffer 1 having the oldest time information (cell time 7) is read.

■セル時間T7
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較すると、この時、中間段Buffer1経由のセルを格納するQueueは空であるので、中間段Buffer1経由のセルの最新無効セル情報(セル時間13)を比較セルとして使用する。比較の結果、最も古い時間情報(セル時間8)を持っている中間段Buffer2経由のセル「8」を読み出す。
■ Cell time T7
Comparing the cell time of the first cell of each Queue that composes the MEM part (6-3), the Queue storing the cell via the intermediate buffer 1 is empty at this time, so the latest invalidity of the cell via the intermediate buffer 1 Cell information (cell time 13) is used as a comparison cell. As a result of comparison, the cell “8” via the intermediate buffer 2 having the oldest time information (cell time 8) is read.

もし中間段Buffer1経由のセルの最新無効セルの時間情報が、他の中間段Buffer経由で格納されている有効セルの時間情報よりも古い場合(例えば、中間段Buffer2〜4経由のセルを格納するQueueの先頭セルがいずれも中間段Buffer1経由のセルの最新無効セル情報(セル時間13)よりも新しいセル時間の有効セルである場合)には、出力部からの読み出しは行わない。これは、その後に中間段Buffer1経由で前記無効セルの時間情報よりは新しいが、他の中間段Buffer経由で格納されている有効セルの時間情報よりも古い有効セルが到着する可能性があるので、Queueが空となった中間段Buffer1経由のセル情報を除いて比較読み出しを行うと、読み出し順序が逆転する虞がある。   If the latest invalid cell time information of the cell via the intermediate buffer 1 is older than the valid cell time information stored via other intermediate buffers (for example, the cells via the intermediate buffers 2 to 4 are stored. If any of the first cells of the queue is a valid cell with a cell time newer than the latest invalid cell information (cell time 13) of the cell via the intermediate buffer 1, reading from the output unit is not performed. This is because there is a possibility that a valid cell arrives later than the invalid cell time information via the intermediate buffer 1 but later than the valid cell time information stored via another intermediate buffer. If the comparative reading is performed except for the cell information via the intermediate buffer 1 in which the queue is empty, the reading order may be reversed.

そこで、Queueが空となった場合には、当該Queueに対応する中間段Buffer経由の最新無効セル情報を比較セルとして使用することにより、無効セルのセル時間よりも古いセル時間が付加された有効セルの中で最も古いセル時間が付加された有効セルを読み出すことにより、読み出し順序の逆転を防ぐようにしている。   Therefore, when the queue becomes empty, the latest invalid cell information via the intermediate buffer corresponding to the queue is used as a comparison cell, and a valid cell time is added that is older than the invalid cell time. By reading the effective cell to which the oldest cell time is added, the reading order is prevented from being reversed.

■セル時間T8
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較すると、この時、中間段Buffer1、2経由のセルを格納するQueueは空であるので、中間段Buffer1、2経由のセルの最新無効セル情報(セル時間13)を比較セルとして使用する。比較の結果、最も古い時間情報(セル時間9)を持っている中間段Buffer3経由のセル「9」を読み出す。
■ Cell time T8
Comparing the cell time of the first cell of each Queue composing the MEM part (6-3), since the Queue storing the cell via the intermediate buffer 1 and 2 is empty at this time, it passes through the intermediate buffer 1 and 2 The latest invalid cell information (cell time 13) of the cell is used as a comparison cell. As a result of comparison, the cell “9” via the intermediate buffer 3 having the oldest time information (cell time 9) is read out.

■セル時間T9
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較すると、この時、中間段Buffer1、2経由のセルを格納するQueueは空なので、中間段Buffer1、2経由のセルの最新無効セル情報(セル時間13)を使用する。比較の結果、最も古い時間情報(セル時間10)を持っている中間段Buffer3経由のセル「10」を読み出す。
■ Cell time T9
Comparing the cell time of the first cell of each Queue composing the MEM part (6-3), the Queue that stores the cells via the intermediate buffer 1 and 2 is empty at this time. The latest invalid cell information (cell time 13) is used. As a result of comparison, the cell “10” via the intermediate buffer 3 having the oldest time information (cell time 10) is read.

■セル時間T10
MEM部(6-3)を構成する各Queueの先頭セルのセル時間を比較すると、この時、中間段Buffer1、2、3経由のセルを格納するQueueは空なので、中間段Buffer1、2、3経由のセルの最新無効セル情報(セル時間13)を比較セルとして使用する。比較の結果、最も古い時間情報(セル時間12)を持っている中間段Buffer4経由のセル「12」を読み出す。
■ Cell time T10
Comparing the cell time of the first cell of each Queue that constitutes the MEM part (6-3), since the Queue storing the cells via the intermediate stage Buffers 1, 2, 3 is empty at this time, the intermediate stage Buffers 1, 2, 3 The latest invalid cell information (cell time 13) of the routed cell is used as a comparison cell. As a result of comparison, cell “12” via intermediate buffer 4 having the oldest time information (cell time 12) is read.

以上の動作の結果、出力部1のMEM部(6-3)から出力されるセル順序は、入力部で付加された時刻情報の古い順(1,2,4,5,6,7,8,9,10,12)に読み出されて出力される。この場合、セル時間「3」と「11」には有効セルが出力されなかった(無効セルが出力された)ということになり、セル時間「3」あるいは「11」が付加されたセルの到着を待つことなく、MEM部(6-3)に格納されたセルを、その時刻情報が古い順に読み出して出力する。   As a result of the above operation, the cell order output from the MEM unit (6-3) of the output unit 1 is the oldest time information (1, 2, 4, 5, 6, 7, 8) added in the input unit. , 9,10,12) and output. In this case, a valid cell was not output at cell times “3” and “11” (an invalid cell was output), and the arrival of a cell with cell time “3” or “11” added Without waiting, the cells stored in the MEM section (6-3) are read and output in the order of their time information.

なお、図5では、時刻「10」に、入力部1から中間段Buffer3に出力部1行きのセル「10」が送出され、入力部2から中間段Buffer4に出力部1行きのセル「10」が送出され、出力部1には時刻「10」を持ったセル「10」が2つ入力され、MEM部(6-3)の中間段Buffer3経由のセルを格納するQueueと中間段Buffer4経由のセルを格納するQueueにそれぞれ格納された場合を示している。   In FIG. 5, at time “10”, the cell “10” destined for the output unit 1 is sent from the input unit 1 to the intermediate buffer 3 and the cell “10” destined for the output unit 1 is sent from the input unit 2 to the intermediate buffer 4. Is output, and two cells “10” with time “10” are input to the output unit 1, and the Queue storing the cells via the intermediate buffer 3 of the MEM (6-3) and the intermediate buffer 4 are stored. The case where each is stored in a Queue storing cells is shown.

この場合、出力部1のMEM部(6-3)から出力されるセル順序は、入力部で付加された時刻情報の古い順(1,2,4,5,6,7,8,9,10,10,12)に読み出されるが、同じ時間情報(この場合時間情報「10」)を持ったセルであればどちらを先に読み出しても問題はない。図5に示す例では、若番の中間段Buffer3を経由したセルの方を先に出力している。   In this case, the cell order output from the MEM unit (6-3) of the output unit 1 is the oldest order of time information (1,2,4,5,6,7,8,9, 10, 10, 12), but any cell having the same time information (in this case, time information “10”) can be read first without any problem. In the example shown in FIG. 5, the cell via the young intermediate stage Buffer 3 is output first.

このように本実施形態では、出力部1から出力されるセル順序は、経由した中間段Buffer毎にセルを格納するMEM(メモリ)部の各Queueの全てに有効セルが格納されている場合には、各Queueの先頭に格納されている有効セルのセル時間比較をセル送出タイミング毎に行って最も古いセル時間が付加された有効セルから順に読み出されるので、入力部から出力部に至る経路にてビットエラーなどでセルが落ちてしまった場合でもReordering処理を停止することなく実行可能となる。   As described above, in the present embodiment, the cell order output from the output unit 1 is determined when the valid cells are stored in all the queues of the MEM (memory) unit that stores cells for each intermediate stage buffer that has passed through. The cell time comparison of valid cells stored at the head of each queue is performed at each cell transmission timing, and the cells are read in order from the valid cell to which the oldest cell time is added. Even if a cell is dropped due to a bit error, the reordering process can be executed without stopping.

また、セル送出のためのセル時間比較の際に、経由した中間段Buffer毎にセルを格納するMEM(メモリ)部の一部のQueueが空となった場合には、該空となったQueueに対応する中間段Bufferから受信した最新の無効セルのセル時間をセル時間比較対象に加え、該無効セルのセル時間よりも古いセル時間が付加された有効セルの中で最も古いセル時間が付加された有効セルを読み出すので、セル読み出し順序の逆転を防ぐことができる。   In addition, when a part of the queue of the MEM (memory) unit that stores the cells for each intermediate-stage buffer that is passed becomes empty when comparing cell times for cell transmission, the queue that has become empty The cell time of the latest invalid cell received from the intermediate buffer corresponding to is added to the cell time comparison target, and the oldest cell time is added among the valid cells to which the cell time older than the invalid cell time is added. Since the effective cell thus read is read, it is possible to prevent the cell reading order from being reversed.

またその場合、空となったQueueに対応する中間段Bufferから受信した最新の無効セルのセル時間が、他のQueueの先頭有効セルのセル時間よりも古い場合には、出力部からの読み出しは行われないが、空となったQueueに対応する中間段Bufferから有効セルが入力されて当該Queueに格納されて、全てのQueueに有効セルが格納された状態となれば、各Queueの先頭に格納されている有効セルのセル時間比較によるセル送出動作に戻ることができるので、これによりReordering処理が停止してしまうこともない。   In that case, if the cell time of the latest invalid cell received from the intermediate buffer corresponding to the emptied Queue is older than the cell time of the first valid cell of the other Queue, reading from the output unit will be Although not performed, if valid cells are input from the intermediate buffer corresponding to the empty Queue and stored in the Queue, and valid cells are stored in all Queues, then at the beginning of each Queue Since it is possible to return to the cell transmission operation based on the cell time comparison of the stored valid cells, this does not stop the reordering process.

例えばセルの送出順序を、セル出力毎にシーケンス番号を振り分け、シーケンス番号で管理する方式を用いた場合、シーケンス番号3のセルが装置内でビットエラーやバッファ溢れなど何らかの理由で廃棄されると、出力部でシーケンス番号3のセルを待ち続けることになってしまい、シーケンス番号4のセルが出力部から出力されない状態、即ちReordering処理停止状態に陥ってしまうことになるが、本実施形態では、Reordering処理を、セル送出時間と最新無効セル情報とにより管理する構成としたので、セル落ちによるReordering処理動作不可能状態を回避することができ、また、セル読み出し順序の逆転を防ぐことができる。   For example, when the cell transmission order is assigned to each cell output and the sequence number is used and managed by the sequence number, if the cell with sequence number 3 is discarded for some reason such as a bit error or buffer overflow in the device, The output unit continues to wait for the cell with the sequence number 3, and the cell with the sequence number 4 is not output from the output unit, that is, the reordering process is stopped. In this embodiment, the reordering is performed. Since the processing is managed based on the cell transmission time and the latest invalid cell information, it is possible to avoid a state in which the Reordering processing cannot be performed due to cell dropping, and to prevent the cell reading order from being reversed.

以上のとおり、本発明においては、セルに付加される時刻情報は、有効セルがない場合には無効セルに時刻情報が付加されて送出されるので、Reordering処理では、経由してきた中間段Buffer部毎にどの時刻のセルまで届いているかということを認識することができる。すなわち、Reordering処理部にて、経由してきた中間段Buffer毎に有効セルを蓄積するMEM(メモリ)を構成するQueueの先頭の有効セルのセル時刻を参照することにより、中間段Buffer毎にどの時刻のセルまで出力部に送出されたかが分かる。   As described above, in the present invention, the time information added to the cell is sent with the time information added to the invalid cell when there is no valid cell. It is possible to recognize which time cell has reached each time. That is, the Reordering processing unit refers to the cell time of the first valid cell in the Queue that constitutes the MEM (memory) that accumulates valid cells for each intermediate-stage buffer that has passed through, so that the time of each intermediate-stage buffer It can be seen that up to the cell is sent to the output unit.

また、Queueが空となった場合には、当該Queueに対応する中間段Buffer経由で受信した最新無効セルの時刻情報を参照することによって、読み出し順序の逆転を防ぐ。その場合、空となったQueueに対応する中間段Bufferから受信した最新の無効セルのセル時間が、他のQueueの先頭有効セルのセル時間よりも古い場合には、出力部からの読み出しは行われないが、空となったQueueに有効セルが格納された時点で、各Queueの先頭に格納されている有効セルのセル時間比較によるセル送出動作に戻る。   Further, when the queue becomes empty, the reading order is prevented from being reversed by referring to the time information of the latest invalid cell received via the intermediate buffer corresponding to the queue. In that case, if the cell time of the latest invalid cell received from the intermediate buffer corresponding to the emptied Queue is older than the cell time of the first valid cell of the other Queue, reading from the output section is not performed. However, when a valid cell is stored in the empty queue, the cell transmission operation is returned to the cell time comparison of the valid cells stored at the head of each queue.

さらに、中間段Bufferに格納される無効セル情報は、入力部から新たな無効セルが送出される毎に上書きされ、また、中間段Buffer毎に格納される出力部無効セルの時刻情報も最新無効セルが入力される毎に上書きされるので、出力部のMEMに格納された有効セルの読み出しが停止して動作不可能な状態となることはない。   Furthermore, invalid cell information stored in the intermediate buffer is overwritten each time a new invalid cell is sent from the input unit, and the time information of the invalid cell in the output unit stored in each intermediate buffer is also the latest invalid. Since the cell is overwritten every time the cell is input, reading of the effective cell stored in the MEM of the output unit is not stopped and the operation is not disabled.

したがって、入力部からのセルの送出順序をシーケンス番号で送出した場合のように、スイッチパスの途中でビットエラーなどによるセル落ちの発生によってReordering処理が停止して動作不可能な状態に陥ることはない。   Therefore, the reordering process stops due to the occurrence of a cell drop due to a bit error or the like in the middle of the switch path, resulting in an inoperable state, as in the case where the cell transmission order from the input unit is transmitted with a sequence number. Absent.

このように本発明では、入力部−出力部間におけるセル順序管理に使用する情報として、入力部から送出する有効セルおよび無効セル(空セル)に時間情報(セル時間)を付加し、出力部において、有効セルの時間情報と最新の無効セル情報を基にしてReordering処理しているので、入力部から出力部に至る経路にてビットエラーなどでセルが落ちてしまった場合でも、処理を停止することなく送出時間の古い順にセル送出するReordering処理が可能となる。   As described above, in the present invention, time information (cell time) is added to valid cells and invalid cells (empty cells) sent from the input unit as information used for cell order management between the input unit and the output unit, and the output unit Since the reordering process is performed based on the valid cell time information and the latest invalid cell information, the process stops even if a cell drops due to a bit error in the path from the input unit to the output unit. Reordering processing in which cells are transmitted in ascending order of transmission time can be performed without doing so.

1-1-1〜1-1-L、4-1-1〜4-1-4 入力部
1-2、4-3 前段XBAR Switch
1-3-1〜1-3-k、5-1 中間段Buffer
1-4 後段XBAR Switch
1-5-1〜1-5-N、6-1 出力部
4-2-1〜4-2-4 時間情報付加部
4-4 時間情報生成部
5-2 有効/無効判定部
5-3 レジスタ
5-4 VOQ(Virtual Output Queue)
5-5 選択部
6-2 書込み制御部
6-3 MEM(メモリ)部
6-4 読出し制御部
6-5 Reordering処理
1-1-1 to 1-1-L, 4-1-1 to 4-1-4 Input section
1-2, 4-3 Front XBAR Switch
1-3-1 to 1-3-k, 5-1 Intermediate buffer
1-4 Rear XBAR Switch
1-5-1 to 1-5-N, 6-1 Output section
4-2-1 to 4-2-4 Time information addition part
4-4 Time information generator
5-2 Valid / invalid judgment part
5-3 Register
5-4 VOQ (Virtual Output Queue)
5-5 Selection section
6-2 Write controller
6-3 MEM (memory) section
6-4 Read controller
6-5 Reordering process

Claims (9)

L(Lは2以上の整数)個の入力部と、N(Nは2以上の整数)個の出力部と、一つの前記入力部から一つの前記出力部に対してK(Kは2以上の整数)個のスイッチパスを有するとともに前記スイッチパスごとに設けられた中間段Buffer部を有するスイッチ部とからなるスイッチ装置におけるReordering処理方法であって、
前記入力部から前記各スイッチパスに送出される有効セル及び有効セルがない場合に挿入して送出される無効セルに対して、夫々のセルを送出した時間(セル時間)を付加するセル送出時間情報付加ステップ、
前記各入力部から送出された前記有効セルと最新の前記無効セルを前記中間段Buffer部に格納し、該格納された有効セルを、宛先毎に順次指定して古いセル時間が付加された有効セルから読み出して送出するとともに当該宛先の有効セルが無い時には前記格納された最新の無効セルを読み出して送出する中間段Buffer処理ステップ、
前記各中間段Buffer部から受信した前記有効セルに付加されているセル時間および前記最新の無効セルに付加されているセル時間を基に、有効セルの順序を元に戻して前記出力部から出力するReordering処理ステップ、
からなることを特徴とするスイッチ装置におけるReordering処理方法。
L (L is an integer of 2 or more) input units, N (N is an integer of 2 or more) output units, and K (K is 2 or more) from one input unit to one output unit A reordering processing method in a switching device having a plurality of switch paths and a switch section having an intermediate buffer section provided for each switch path,
A cell transmission time for adding each cell transmission time (cell time) to a valid cell transmitted from the input unit to each switch path and an invalid cell inserted and transmitted when there is no valid cell. Information addition step,
The valid cell sent from each input unit and the latest invalid cell are stored in the intermediate buffer unit, and the stored valid cell is sequentially specified for each destination, and an old cell time is added. An intermediate buffer processing step for reading out and sending out the cell and reading out and sending out the latest invalid cell stored when there is no valid cell at the destination,
Based on the cell time added to the valid cell received from each intermediate stage buffer unit and the cell time added to the latest invalid cell, the order of the valid cells is restored and output from the output unit. Reordering processing step,
A reordering processing method in a switch device, comprising:
前記セル送出時間情報付加ステップは、1セル送出する毎にセル時間をカウントするステップ、前記送出される有効セル及び無効セルに前記カウントしたセル時間を順次付加するステップ、とからなることを特徴とする請求項1に記載のスイッチ装置におけるReordering処理方法。   The cell transmission time information adding step includes a step of counting a cell time every time one cell is transmitted, and a step of sequentially adding the counted cell time to the transmitted valid cell and invalid cell. A reordering processing method in the switch device according to claim 1. 前記中間段Buffer処理ステップは、前記各入力部から送出された前記有効セルと前記無効セルとを分ける有効/無効判定ステップ、該有効/無効判定ステップで分けられた無効セルを受信して上書きすることにより常に最新の無効セルを1セルだけ保持するステップ、前記有効/無効判定ステップで分けられた有効セルを受信して宛先毎にQueueに格納するステップ、前記宛先毎のQueueを順次指定してその先頭に格納されている有効セルを読み出して出力するステップ、指定したQueueに前記有効セルが格納されていないとき前記保持中の無効セルを読み出して出力するステップ、とからなることを特徴とする請求項1または2に記載のスイッチ装置におけるReordering処理方法。   The intermediate buffer processing step receives / overwrites the invalid cell divided in the valid / invalid determination step for valid / invalid determination that separates the valid cell and invalid cell sent from each input unit. Thus, the step of always holding only one latest invalid cell, the step of receiving the valid cell divided in the valid / invalid determination step and storing it in the queue for each destination, sequentially specifying the queue for each destination A step of reading out and outputting a valid cell stored at the beginning thereof, and a step of reading out and outputting the invalid cell being held when the valid cell is not stored in the designated queue. A reordering processing method in the switch device according to claim 1. 前記Reordering処理ステップは、入力された前記有効セルを、該セルが経由した前記中間段Buffer毎に格納するK個のQueueで構成されたMEM(メモリ)部へ格納するステップ、入力された前記無効セルのセル時間を、該無効セルが経由した前記中間段Buffer毎に上書きして格納するステップ、前記MEM(メモリ)部の各Queueの先頭に格納されている有効セルのセル時間比較をセル送出タイミング毎に行って最も古いセル時間が付加された有効セルから順に読み出すステップ、有効セルがないQueueが発生したとき当該Queueに対応して格納されている前記無効セルのセル時間を比較対象に加えて前記セル時間比較を行い、該無効セルのセル時間よりも古いセル時間が付加された有効セルの中で最も古いセル時間が付加された有効セルを読み出すステップ、前記読み出した有効セルを出力するステップ、とからなることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のスイッチ装置におけるReordering処理方法。   The reordering processing step stores the input valid cell in a MEM (memory) unit composed of K Queues for storing each intermediate buffer through which the cell has passed, and the invalidity input A step of overwriting and storing the cell time of each cell for each intermediate stage buffer through which the invalid cell has passed, and sending the cell time comparison of valid cells stored at the head of each queue of the MEM (memory) unit A step of reading in order from the valid cell with the oldest cell time added at each timing, and when a queue without valid cells occurs, the cell time of the invalid cell stored corresponding to the queue is added to the comparison target The cell time comparison, and reading out the valid cell to which the oldest cell time is added among the valid cells to which the cell time older than the cell time of the invalid cell is added. Step of outputting the read enable cell, Reordering processing method in the switch device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it consists of and. L(Lは2以上の整数)個の入力部と、N(Nは2以上の整数)個の出力部と、一つの前記入力部から一つの前記出力部に対してK(Kは2以上の整数)個のスイッチパスを有するとともに前記スイッチパスごとに設けられた中間段Buffer部を有するスイッチ部とからなるスイッチ装置であって、
前記各入力部に、前記各スイッチパスに送出される有効セル及び有効セルがない場合に挿入して送出される無効セルに対して、夫々のセルを送出した時間(セル時間)を付加するセル送出時間情報付加手段を設け、
前記各中間段Buffer部に、前記各入力部から送出された前記有効セルと最新の前記無効セルを格納し、宛先毎に順次指定して古いセル時間が付加された有効セルから読み出して送出するとともに当該宛先の有効セルが無い時には前記最新の無効セルを読み出して送出する中間段Buffer処理手段を設け、
前記各出力部に、受信した前記有効セルに付加されているセル時間および前記最新の無効セルに付加されているセル時間を基に前記有効セルの順序を元に戻して出力するReordering処理手段を設けたことを特徴とするスイッチ装置。
L (L is an integer of 2 or more) input units, N (N is an integer of 2 or more) output units, and K (K is 2 or more) from one input unit to one output unit A switch device having a switch unit having an intermediate stage Buffer unit provided for each of the switch paths,
A cell in which the time (cell time) for sending each cell is added to each input unit with respect to an invalid cell inserted and sent when there is no valid cell and valid cell sent to each switch path. Provide sending time information adding means,
The valid cells sent from the input units and the latest invalid cells are stored in the intermediate buffer units, read out from the valid cells to which the old cell time is added, specified sequentially for each destination, and sent out. In addition, when there is no valid cell of the destination, provided an intermediate buffer processing means for reading out and sending out the latest invalid cell,
Reordering processing means for returning the output order of the valid cells based on the cell time added to the received valid cell and the cell time added to the latest invalid cell to each output unit and outputting A switch device provided.
前記セル送出時間情報付加手段は、1セル送出する毎にセル時間をカウントアップするカウンタによりカウントしたセル時間(カウント値)を出力する時間情報生成部と、該時間情報生成部から受信したセル時間情報を、当該入力部に入力された前記有効セル及び無効セルに順次付加して送出する時間情報付加部と、を備えていることを特徴とする請求項5に記載のスイッチ装置。   The cell transmission time information adding means outputs a cell time (count value) counted by a counter that counts up the cell time every time one cell is transmitted, and a cell time received from the time information generation unit 6. The switch device according to claim 5, further comprising a time information adding unit that sequentially adds and transmits information to the valid cell and invalid cell input to the input unit. 前記中間段Buffer処理手段は、入力された前記有効セルと前記無効セルとを分ける有効/無効判定部と、該有効/無効判定部で分けられた無効セルを受信して上書きすることにより最新の無効セルを1セルだけ保持するレジスタと、宛先単位にQueueを配備し、前記有効/無効判定部で分けられた有効セルを受信して宛先毎に前記Queueに格納するVOQ(Virtual Output Queue)と、前記VOQの各Queueを順次指定してその先頭に格納されている有効セル読み出すとともに、指定したQueueに前記有効セルが格納されていないとき前記レジスタに格納されている無効セルを読み出し、該読み出した有効セルまたは無効セルを送出する選択部と、を備えていることを特徴とする請求項5または6に記載のスイッチ装置。   The intermediate buffer processing means includes a valid / invalid determination unit that separates the input valid cell and the invalid cell, and receives and overwrites the invalid cell divided by the valid / invalid determination unit to update the latest cell. A register that holds only one invalid cell, a VOQ (Virtual Output Queue) that deploys a queue for each destination, receives a valid cell divided by the valid / invalid determination unit, and stores it in the queue for each destination , Sequentially specifying each queue of the VOQ and reading the valid cell stored at the head thereof, and reading the invalid cell stored in the register when the valid cell is not stored in the designated queue The switch device according to claim 5, further comprising: a selection unit that transmits valid cells or invalid cells. 前記Reordering処理手段は、前記有効セルが入力されたとき、該有効セルをMEM(メモリ)部へ送出する機能、および前記無効セルが入力されたとき、該無効セルに付加されているセル時間と該無効セルが経由した前記中間段Bufferの情報を読出制御部へ送出する機能を有する書込み制御部と、前記書込み制御部から入力された前記有効セルを該セルが経由した前記中間段Buffer毎に格納するK個のQueueで構成された前記MEM(メモリ)部と、前記書込み制御部から入力された前記無効セルのセル時間を、該無効セルが経由した前記中間段Buffer毎に上書きして格納する機能、前記MEM(メモリ)部の各Queueの先頭に格納されている有効セルのセル時間比較をセル送出タイミング毎に行って最も古いセル時間が付加された有効セルから順に読み出す機能、有効セルがないQueueが発生したとき当該Queueに対応して格納されている前記無効セルのセル時間を比較対象に加えて前記セル時間比較を行い、該無効セルのセル時間よりも古いセル時間が付加された有効セルの中で最も古いセル時間が付加された有効セルを読み出す機能、および前記読み出した有効セルを出力する機能を有する前記読出し制御部と、を備えていることを特徴とする請求項5〜7の何れか1項に記載のスイッチ装置。   The reordering processing means includes a function of sending the valid cell to a MEM (memory) unit when the valid cell is input, and a cell time added to the invalid cell when the invalid cell is input. A write control unit having a function of sending information of the intermediate stage buffer passed through the invalid cell to a read control unit, and the valid cell input from the write control unit for each intermediate stage buffer passed through the cell The MEM (memory) unit configured with K Queues to be stored and the cell time of the invalid cell input from the write control unit are overwritten and stored for each intermediate stage Buffer through which the invalid cell has passed. The cell time comparison of the effective cells stored at the head of each queue of the MEM (memory) unit is performed at each cell transmission timing, and the effective cells with the oldest cell time added are read in order. Function, when a queue without valid cells occurs, the cell time of the invalid cell stored corresponding to the queue is added to the comparison object, the cell time is compared, and a cell older than the cell time of the invalid cell The read control unit having a function of reading a valid cell to which the oldest cell time is added among valid cells to which time has been added, and a function of outputting the read valid cell. The switch device according to any one of claims 5 to 7. 前記スイッチ装置は、L個の入力部、K個の中間段Buffer、N個の出力部で構成されるロードバランス型スイッチであることを特徴とする請求項5〜8の何れか1項に記載のスイッチ装置。
9. The switch device according to claim 5, wherein the switch device is a load balance type switch including L input units, K intermediate stage buffers, and N output units. Switch device.
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