JPH01123550A - パケット交換方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はノ’？ケット交換システムに関し、高スループ
ツトで、かつトラヒックの多様性に適合できるＡ？ケッ
ト交換システムの実現を可能とする交換方式に関するも
のである。

（従来の技術） 多段スイッチング回路は比較的少ないハードウェア量で
大規模なスイッチ回路を構成することができるため、交
換網や並列コンピュータの研究分野で多くの研究がなさ
れてきた。

従来このような分野の技術としては、社団法人電子情報
通信学会発行の電子情報通信学会技術研究報告（１９８
７年７月１６日）ＳＥ８７−６１「動的負荷分散制御に
よる多段スイッチング回路の構成」岸本了造、桜井伺也
Ｐ６５〜７０に開示されておシ、このような多段スイッ
チング回路をパケット交換システムに応用することが種
々検討されている。

第４図は従来考えられていた、自己ルーティング多段ス
イッチの入′力段にノ９ケット・９ツフアを設け、自己
ルーティング多段スイッチ内でのパケットの廃棄に応じ
てパケットバッファを制御する方式を説明する図であっ
て、２００〜２０７は入力ｆ’　　）　、２Ｊ　ｏ〜２
１７はＡ’ｊットノＸＩ　ツファ、２２０はソーティン
グ網Ａ、２２１は廃棄網、２２２はソーティング網Ｂ、
２２３はルーティング網、２３０〜２３７は出力ポート
、２２４は自己ル―ティング多段スイッチ、そして２２
４はノ９ケットパワファ２１０〜２１７、ソーティング
網Ａ２２０、廃棄網２２１、ソーティング網Ｂ２２２、
ルーティング網２２３とからなる自己ルーティング多段
スイッチである。

また、第５図は第４図において使用される・母ケットの
構成例を説明する図であって、２４０はパケットの空ま
たは使用中を示す有効ビット、２４１は目的の出力ポー
トを示す情報を含む宛先情報、２４２は通信情報、２４
３は前記有効ビット２４０と前記宛先情報で構成される
ルーティング・タグである。

ここで、第１図、第２図において入力ポートから自己ル
ーティング多段スイッチ２２４に入力し７’Ｃノ４ヶ、
トは一旦バケツトパワファ２１０〜２１７に蓄積され、
パケットバッファ２１０〜２１７は個別に蓄積されたパ
ケットを出力することを制御する。パケットバッファ２
１０〜２１７から出力したパケットはソーティング網Ａ
２２０に入力され、全パケットバッファからソーティン
グ網Ａ２２０に入力された全２４ケツト（第４図の例で
は８個のパケット）は、ソーティング網Ａ２２０におい
て、目目の出力ポート番号を比較され、その大小に基づ
いて順序付けされ、並べ換えられる。このときパケット
有効ビットによシ空であることが示された空ノやケラト
は他の使用中Ａ’ケットよシも大として扱われる。並べ
換えられたパケットは、ソーティング網Ａ２２０の出力
端子の番号の大小に対応した出力端子に出力され廃棄網
２２ノへ入力される。廃棄網２２１は、その入力端子に
おいて隣接した入力端子に入力されたパケットのルーテ
ィング・タグ２４３に含まれる目的の出力ポートの番号
を比較し、合致している場合は入力端子の番号が大であ
る入力端子に入力されたパケットの有効ビット２４０に
空である旨を表示し、その／ぐケラトを空パケット扱い
して廃棄する。この比較において廃棄と々らなかりたパ
ケットは、有効である旨をそのパケットが今まで伝達さ
れてきたルートを逆にたどシ、パケットバッファに勝残
シ報告をする。

勝残シ報告を受けたパケットバッファは送出中のノクケ
ットを送シ終ると、そのパケットをバッファから削除し
、勝残シ報告を受けなかったｉＪＩケットバッファは送
出中のパケットを送シ終わっても、そのパケットをバッ
ファから削除しない。廃棄網において廃棄されなかった
パケットおよび空パケットは、ソーティング網Ｂに入力
され、そこに入力された全２４ケツトはソーティング網
Ｂ１７Ｃおいて目的の出力ポート番号を比較され、その
大小に基づいて順序付けされ、並び換えられる。そのと
きパケット有効ピットによシ空であることが示された空
パケットは、他の使用中パケットよシも大として扱われ
、並び換えられたパケットはソーティング網Ｂの出力端
子の番号の大小に対応した出力端子に出力されて、次の
ルーティング網へ入力される。ルーティング網に入力さ
れたパケットはルーティング・タグの宛先情報２４１の
制御によシ、ルーティング網内を目的の出力ポートを自
損して伝達される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、以上述べた方法は自己ルーティング多段
スイッチ内において、同時に同一の出力ポートを目指し
て複数のパケットが／母ケットパワファから自己ルーテ
ィング多段スイッチ内へ入力した場合、同一出力ポート
を目指した複数のパケットのうちのトツケットのみを有
効として伝達し、他のパケットは次サイクルにおいて再
度ノ母ケットバッ７アから自己ルーティング多段スイッ
チ内へ入力することになシ、本来伝達できる能力のうち
一部分しか使用しないことになる。

すなわち、リンク使用率が低くなるようにパケット数を
抑えて自己ルーティング多段スイッチにＡ’チケット入
力させないと、入力した全Ａ？ケットを交換できなくな
る″という問題点があった。

この発明は、以上述べた自己ルーティング多段スイッチ
に入力した全Δヶ、トを交換するためには、す／り使用
率が低くなるようにパケット数を抑えて自己ルーティン
グ多段スイッチに入力させる必要があるという問題点を
除去し、リンク使用率の優れた自己ルーティング多段ス
イッチを実現するパケット交換方式を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するため、予選網情報のみの
予選パケットを予選網に送出する手段と、該予選パケッ
トが廃棄されずに伝達できたか否かを検出する手段と、
廃棄されずに伝達されたことを該予選網内の伝達ルート
の逆をたどって前記パケットバッファに報告する手段と
、該報告手段に基づいて前記予選パケットが廃棄されな
かったパケットバッファは再度同一の予選・９ケツトを
該予選網に送出し、パケットが廃棄されたパケットバッ
ファは他の予選パケットを送出する選択手段とを有し、
前記パケットバッファから前記本選網へ本選パケットを
送出している間に、該予選網が前記動作を複数回繰り返
すことにより次に該本選網に入力させるノ母ケットを選
択することを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、以上のように自己ルーティンク多段ス
イッチを構成したので、自己ルーティング多段スイッチ
に入力されたａ４ケットを一旦／（’ケットパワファに
蓄積し、予選網情報のみの予選）４ケツトを予選網に送
出し、同一の出力ポートを目指す予選パケットが存在す
る場合、同一の出力ポートを目指す予選／ｌｌケラトう
ち１パケットのみを勝残シとし、他のパケットが勝残れ
なかった旨をパケットバッファに報告し、この報告に基
づいて次に予選網へ入力する予選７４ケツトを制御し、
これらの一連の動作を繰り返すことにより、ノやケット
パワファから本選網へ入力する全ノクケットが同一の出
力ポートを目指すパケットを含まないようにする。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を説明す名ブロック構成図で
あって、１００〜１０７は入力ポート、１１０〜１１７
はノ母ケットバッファ、１２０はノーティング網Ａ、１
２１は廃棄網、１２２はソーティング網Ｂ、１２３はル
ーティング網、１２４は該ソーティング網Ａｌ２Ｏと該
廃棄網１２ノとからなる予選網、Ｊ２５は該ソーティン
グ網Ｂ１２２と該ルーティング網１２３とからなる本選
網、１２６は該予選網１２４と該本選網１２５からなる
自己ルーティング多段スイッチ、１３０〜１３７は出力
ポートである。

第２図は本発明の一実施例に使用される予選パケットの
構成例を説明する図であって、１４ｏはパケットの空ま
たは使用中を示す有効ビットＡ１１４ノは目的の出力ポ
ートを示す目的出力ポート番号Ａ、１４２は既に予選網
において勝残った予選パケットであるかどうか否かを示
す未勝利ビット、１４３は予選網情報である。

第３図は本発明の一実施例に使用される本選パケットの
構成例を説明する図でありて、１５０は・やケラトの空
または使用中を示す有効ビットＢ１１５１は目的の出力
ポートを示す出力ポート番号Ｂ、１５２は・やケラトの
宛先を示す宛先情報から該出力ポート番号Ｂを除いた宛
先加入者情報、１５５は通信情報、１５３は該出力ポー
ト番号Ｂ１５１と該宛先加入者情報１５２とからなる宛
先情報、１５４は前記有効ピッ）Ｂ１５０と該宛先情報
とからなるルーティング・タグである。

第１図において、ソーティング網Ａｌ２Ｏは比較機能と
報告機能付単位スイッチで構成された、いわゆるバ、テ
ィー（Ｂａｔｃｈｅｒ　）の双単調ノーグーであシ、比
較機能と報告機能付単位スイッチは、ｉＪ？ケ、トの入
出力端子を各々２個有し、予選ノクケットの予選網情報
を１ピツトづつシリアルに比較し、その大小に基づいて
予選パケットを各端子に出力する。そして、ソーティン
グ網Ａｌ２Ｏは、第（ｉ＋１）段から第（ｉ−１）段へ
伝達されるための入出力端子を各々２個有し、パケット
が廃棄されなかった旨の報告情報を後段から前段へ送出
する。

廃棄網１２１は同二の出力ポートを目指している予選パ
ケットが存在する場合、１パケットのみを有効とし、他
の予選Ａ？チケット廃棄し、その結果はソーティング網
Ａｌ２Ｏを経由して、バッファに報告する。このとき、
既に予選網１２４で廃棄されずに勝残りて再度予選網１
２４に入力した予選パケットは必ず勝残るようにされ、
予選網１２４“からの勝残シ報告をうけ予選・臂ケット
を廃棄されなかったパケットバッファは、再度同一の予
選ノ母ケットを予選網１２４に送出し、予選網２２４か
ら勝残シ報告を受けず予選パケットを廃棄されたパケッ
トバッファは他の予選パケットを予選網１２４に送出す
る。このようにして、本選網１２５においてパケットパ
ワファから本選網１２５へ本選ｉＲパケット１回送出し
ている間に、予選網１２４においてはパケットバッファ
から予選網１２４へ予選パケットを送出するのを複数回
繰シ返し、同一出力ポートを目指すパケットをできる限
シ減らす。また、予選網１２４において、どうしても異
なった出力ポートを目指すパケットを見い出すことので
きなかったパケットバッファは、本選網１２５へ空パケ
ットを送出し、他のノぐケラトバッファから本選網１２
５へ送出されるパケットはそれぞれ異なった出力ポート
を目指す。

ソーティング網Ｂ１２２は、比較機能付単位スイッチで
構成された、いわゆるバッチャ−（Ｂａｔｃｈｅｒ）の
双単調ソーダーでアシ、比較機能付単位スイッチは入出
力端子を各々２個有し、ルーティング・タグに含まれる
出力、３６−）の番号を１ピツトづつシリアルに比較し
、その大小に基づいてノクケットを各端子へ出力する。

ルーティング網１２３は、出力選択機能付単位スイッチ
で構成された、いわゆるパンヤン（Ｂａｎｙａｎ）網で
あシ、出力選択機能付単位スイッチは入出力端子を各々
２個有し、ルーティング・タグに含まれる出力ポートの
番号のうちの１ピツトの制御によシパケットを各端子へ
出力する。

ここで以上の構成よシなる動作を説明する。

第１図において入力ポートから自己ルーティング多段ス
イッチ１２６に入力したパケットは、−旦Ａケットバッ
ファに蓄積され、パケットバッファは個別に蓄積された
パケットをまず予選網１２４へ出力することを制御する
。パケットバッファから予選網１２４へ入力したパケッ
トはソーティング網Ａｌ２Ｏにおいて、ソーティング網
１２０に入力した全予選パケットの出力ポート番号Ａ１
４１の大小を比較される。このとき比較する数字は出力
ポート番号Ａを２倍し、それに未勝利ビット１４２を加
え、さらに最上位ビットに有効ビットＡ１４０を付加し
たものである。具体的には第２図において、空パケット
（有効ピッ）＝１）は使用中・やケラトよシも大として
扱われ、使用中パケットで出力ポート番号Ａ１４１が同
一のものの中では、予選網１２４で既に勝ち残りた予選
パケット（未勝利ビット＝０）が小として扱われる。こ
の比較に基づいて屓序付けされ、並び換えられ、並び換
えられた予選パケットはソーティング網Ａｌ２Ｏの出力
端子の番号の大小に対応した出力端子に出力され廃棄網
１２１へ入力される。廃棄網１２１は、その入力端子に
おいて隣接した入力端子に入力した予選パケットに含ま
れている出力ポート番号Ａ１４１を比較し、合致してい
る場合は入力端子の番号が大である入力端子に入力され
たパケットを廃棄として扱う。そしてこの比較において
廃棄とならなかったパケットについて予選網１２４で廃
棄とならなかった旨を、その予選Ａ？チケット今まで伝
達されてきたルートを逆にたどシパケットパワファに勝
残シ報告する。勝残シ報告を受けたパケットバッファは
再度同一の予選パケットを予選網１２４ヘ送出し、この
とき未勝利ビット１４２は既に予選網１２４で勝ち残っ
た旨を表示され（未勝利ピッ）　１４２　＝　Ｏ）　、
勝利報告を受けなかった・やケットハッファはそのバッ
ファ内に蓄積されている他の予選パケットを予選網１２
４へ送出し、このとき未勝利ビット１４２は予選網１２
４で未勝利である旨（未勝利ビット＝１）を表示される
。このように、本選網１２５において・母ケットバッフ
ァから本選網１２５へ本選・ぐケ、トを１回送出してい
る間に予選網１２４においてパケットバッフ”　アから
予選網１２４へ予選パケットを送出するのを複数回繰シ
返す゛。予選網１２４で勝ち残った予選パケットを送出
した各パケットバッファは本選網１２５へ有効ピッ）　
Ｂ１５０にょ多使用中であることを示した使用中の本選
パケットを送出する。

ここで、それらの本選ｉＺケ、トは予選網で勝ち残った
パケットバッファからの／ぐケ、トであるので、出力ポ
ート番号Ｂ１５１が同一のｄヶ、トは存在しない。また
、予選網１２４において勝残れなかった予選ノ譬ケット
を送出した各ノクケットパワファは、本選網１２５へ有
効ピッ）Ｂ１５０によシ空であることを示した空の本選
パケットを送出する。

ソーティング網Ｂ１２２へ入力した本選ノクケットはソ
ーティング網Ｂ１２２において、ルーティングタグ１５
４の出力ポート番号Ｂ１５１を比較され、その大小に基
づいて順序付けをし、並べ換えられ、そのとき有効ピッ
）Ｂ１５０によシ空であることが示された空の本選パケ
ット１５５は、他の使用中の本選パケットよシも大とし
て扱われる。

また並び換えられたパケットは、ソーティング網Ｂ１２
２の出力端子の番号の大小に対応した出力端子に出力し
ルーティング網１２３へ入力される。

ルーティング網１２３に入力した本選Ｉｅケットは、ル
ーティングタグ１５４の制御によシ目的の出力ポートを
目指して伝達される。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したようにとの発明によれば、パケッ
ト交換システムにおいて、入力したＡＩチケット自己ル
ーティング多段スイッチの入力段に設置した）４ケツト
バツ７アに一旦パワファリングし、同一の出力ポートを
目指すＡｌｌケラト同時に本選網に入力しないようにす
るための予選網を設け、予選網に予選・やケ、トを繰り
返し送出することによって、本選網に入力する本選パケ
ットのうち空でない使用中の本選パケットの割合を高め
、本選網に入力したパケットはソーティング、そしてル
ーティングされて目的の出力ポートへ伝達されることと
したので、リンク使用率の優れた自己ルーティング多段
スイッチを実現することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図から第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
ブロック構成図、第２図は予選ノやケラトの構成例、第
３図は本選ノクケットの構成例、第４図は従来の自己ル
ーティング多段スイッチを用いた・やケラト交換方式の
ブロック構成図、第５図は従来のパケットの構成例であ
る。 １００〜１０７・・・入力ポート、１１０〜１１７・・
・パケットバッファ、１２０・・・ソーティング網Ａ１
１２１・・・廃棄網、Ｊ２２・・・ソーティング網Ｂ１
１２３・・・ルーティング網、１２４・・・予選網、１
２５・・・本選網、１２６・・・自己ルーティング多段
スイッチ、１３０〜１３７・・・出力ポート、１４０・
・・有効ビットＡ、１４１・・・出力ポート番号Ａ、１
４２・・・未勝利ビット、１４３・・・予選網情報、１
５０・・・有効ビットＢ、１５１・・・出力ポート番号
Ｂ、１５２・・・宛先加入者情報、１５３・・・宛先情
報、１５４・・・ルーティングタグ、１５５・・・通信
情報。 特許出願人　　沖電気工業株式会社 １、事件の表示 昭和６２年　特　　許　願第２８１１５２号２、発明の
名称 パケット交換方式 ３、補正をする者

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力ポート毎にパケットをバッファリングするパ
   ケットバッファと、該パケットバッファに接続されパケ
   ットを目的の出力ポートへスイッチングする本選網と、
   該パケットバッファに接続され該本選網へ入力させるパ
   ケットを選択する予選網からなり、複数の入力ポートか
   ら入力したパケットを複数の出力ポートへ送出するパケ
   ット交換システムにおいて、 予選網情報のみの予選パケットを予選網に送出する手段
   と、該予選パケットが廃棄されずに伝達できたか否かを
   検出する手段と、廃棄されずに伝達されたことを該予選
   網内の伝達ルートの逆をたどって前記パケットバッファ
   に報告する手段と、該報告手段に基づいて次に該予選網
   へ入力する予選パケットを制御する手段とを有し、前記
   パケットバッファから前記本選網へ本選パケットを送出
   している間に、該予選網が前記動作を複数回繰り返すこ
   とにより次に該本選網に入力させるパケットを同一ポー
   トを目指すパケットを含まない様に選択することを特徴
   とするパケット交換方式。
2. （２）該予選網の入力段に第１のソーティング網と、同
   一の出力ポート宛の予選パケットのうち１パケットのみ
   を勝残り扱いし、その旨を前記パケットバッファに設け
   、該本選網の入力段に第２のソーティング網と、ルーテ
   ィング網を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のパケット交換方式。