JPH01204548A - マトリクススイッチへのパケット転送方式 - 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】 〔概　要〕 転送バッファのステータスを受信バッファからのパケッ
ト転送に用いたマトリクススイッチへのパケット転送方
式に関し、 少ないバッファ容量でのパケット廃棄の発生防止に加え
て、ビルディングブロック的拡張性に寄与することを目
的とし、 転送バッファ毎にステータス検出部を設け、ステータス
検出部の空／塞をモニタリングするステータス検出部と
、このステータス検出部によるモニタリングが転送バッ
ファの空のとき受信バッファの蓄積パケットを当該転送
バッファへ転送し、閉塞のとき当該転送バッファへのパ
ケットの転送を中止する送信制御部とを受信バッファに
設けて構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、転送バッファのステータスを受信バッファか
らのパケット転送に用いたマトリクススイッチへのパケ
ット転送方式に関する。

近時における通信交換網は、在来の交換網のほかに、デ
ータ通信の発展に伴ってパケット交換網が構築されるに
及んでいる。そのパケット交換の拠点にはパケット交換
機が設置されている。そのパケット交換機におけるパケ
ット交換処理を高速に行なう１つの実現手段として、マ
トリクススイッチが用いられている。

〔従来の技術〕

マトリクススイッチの基本構成は第５図に示されるよう
に、入力パケット転送路３０＋　　（ｉ＝１゜２、・・
・、ｎ）毎に設けられた受信パケット転送制御部１０１
と、出力パケット転送路６０ｊ　（ｊ＝１．２．　　・
・・、ｍ）毎に設けられた送信パケット転送制御部５０
．と、受信パケット転送制御部１０４のいずれかの制御
に置かれる受信バッファ（後述）からのパケットを送信
パケット転送制御部５０．のいずれかの制御の下に置か
れる送信バッファ（後述）への転送を可能にする複数の
転送バッファ２０ｉｊとから構成されている。その入力
パケット転送路３０ｉの各々には、それに所属する入力
ポート１００ｉｐ（Ｐ＝１．２．　　・・・。

ｈ）からのパケット（第６図参照）を受信して蓄積し、
対応受信パケット転送制御部１０．の制御の下に蓄積さ
れているパケットを当該受信パケット転送制御部１０ｉ
の制御を受ける転送バッファ２０□ｊのうちの転送せん
とするパケットによって決まって来る転送バッファへ送
出する受信バッフｙ４０ｉｐが接続されている。これら
受信バッファ４０ｉｐに対向する送信バッファ７０ｊｑ
（ｑ＝１゜２、・・・、ｋ）が出力パケット転送路６０
Ｊに接続され、その送信バッファ７０．、への転送は転
送バッファ２０Ａｊに蓄積されたパケットのアドレスを
解析する転送パケット転送制御部５０ｊの制御の下に置
かれる構成となっている。１１０ｉ９は送信バッファ７
０１の出力ポートの各々である。

なお、１２！は受信側パケット転送路、１４Ｊは送信側
パケット転送路である。

このマトリクススイッチにおけるパケット転送制御は次
の通りである。

人力ポート１００ｉｐ（ｉ＝１．２．　　・・・、ｎの
うちの１つ）で受信されるパケットはその受信バッファ
４０ｔ、、に順次に蓄積されていく。

各受信バッファ４０ｉｐの各々はその転送バッファへの
制御を行なう受信パケット転送制御部１０１の制御の下
に置かれ、受信パケット転送制御部１０ｉ　はその制御
の下に置かれる受信バッファ４０、ｐ（Ｐ＝１，２．・
・・ｈ）を順番に読み出し、読み出されたパケットをそ
のアドレス解析で措定される転送バッファ２０ｉｊ（ｊ
は解析アドレスによる指定）へ転送蓄積させていく。

この受信パケット転送制御部１０ｉによる制御は他の受
信パケット転送制御部でも同様である。

そして、転送バッファ２０目からの送信バッファへのパ
ケットの転送も、受信バッファから転送バッファへのパ
ケット転送とほぼ同じである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のマトリクススイッチにおける従来のパケット転送
制御は、転送バッファにパケット蓄積余裕の有無を問わ
ず受信バッファに蓄積されているパケットが存在すれば
受信バッファから転送バッファへのパケット転送制御が
開始される方式となっている。そのため、そのパケット
転送制御の下に転送バッファに転送されて来たパケット
は廃棄しなければならないばかりか、その制御をも備え
て置かなければならない。その廃棄されたパケットは既
に受信バッファにも残っていない。加うるに、パケット
廃棄の予測を立てることは不可能である上、どのパケッ
トが廃棄されたかの確認が困難であるから、その事態は
重大である。

このような事態の救済策として、転送バッファの増容量
が考えられる。その単なる増容量では次のような問題が
生ずる。

それは、マトリクススイッチのハードウェアの大規模化
、並びにこの種のマトリクススイッチが本来有している
高速性及びビルディングブロック性（スイッチ容量（ポ
ート数）の容易な拡張性（増設性））の喪失である。高
速性の喪失はパケットの転送に要する時間が長くなる（
つまり、転送遅延が大きくなる）ことに起因する。ビル
ディングブロック性の喪失は予め決められた基本スイッ
チ単位をビルディングブロック的に接続し得なくする上
述パケット廃棄から生じて来る。即ち、上述方式の下で
ポート数を増加した場合に、成る出力ポートへ出力しな
ければならなくなるパケットが複数の入力ポートから集
中しても、それによる転送バッファ°におけるパケット
廃棄の確率を小さくさせるためには、その廃棄されるで
あろうパケットをも蓄積し得る転送バッファをマトリク
ススイッチに設ける必要がある。つまり、その部分の転
送バッファの容量を増やさなければならないからである
。

本発明は、斯かる問題点に鑑みて創作されたもので、少
ないバッファ容量でのパケット廃棄の発生防止に加えて
、ビルディングブロック的拡張性の維持に役立つマトリ
クススイッチへのパケット転送方式を提供することをそ
の目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図を示す。本発明は、入力ポ
ート１００ｉｐ（ｉ＝１．２．　　・・＋、ｎ。

ｐ＝１．２．　　・・・、ｈ）に受信バッファ４ＯＮ。

を有する複数の入力パケット転送路３０．と出カポ−１
−１１０，Ｑ（ｊ＝１，２．　　・＝、ｍ、ｑ＝１．２
．・・・、ｋ）に送信バッファ７０ｊｑを有する複数の
出力パケット転送路６０ｊとを格子状に配置し、その交
点に配置した転送バッファ２０ｉｊによって、これら２
つの転送路を接続したマトリクススイッチの転送バッフ
ァ２０ｉｊに、パケ・シトが転送バッファ２０ｉｊに蓄
積されていて、かつ、送信バッファ７０ハへの読出しが
行なわれていない塞状態と、パケットが転送バッファ２
０目に蓄積されていないまたは、送信バッファ７０ｊｑ
への読出しが行なわれ、次のパケットの入力が可能な空
状態の２つの状態を検出するステータス検出部６１Ｊを
設けるとともに 受信バッファ４０ｉｐに、パケット転送に際し、上記ス
テータス検出部６ムｊの２つの状態をモニタリングする
ステータス検出部５１．とモニタリングの結果、塞状態
を検出した場合、転送バッファ２０　ｉｊヘパケットを
中止し、モニタリングの結果、空状態を検出した場合、
転送バッファ２０目へパケットを転送するため送信制御
部７　ｉｐとを設けたことにその特徴部分がある。

〔作　用〕

受信バッファ４０４．において、パケットが蓄積されて
いる状態において、転送バッファ２０ｉｐの空／塞状態
を検出するステータス検出部６　ｉｊの検出出力がステ
ータス検出部５五、にてモニタリングされる。そのモニ
タリングにより空状態が得られるならば、転送制御部７
！、は受信バッファ４０１゜の蓄積パケットを転送バッ
ファ２０＋ｊへ転送するが、モニタリングにより閉塞状
態が得られるならば、転送制御部７神による受信バッフ
ァ４０１．の蓄積パケットの転送バッファ２０神への転
送を中止する。

従って、転送バッファの空／塞状態のチエツクを為して
からパケットの転送が行なわれるから、パケットの廃棄
は防止される。又、転送バッファ容量も少な（て済むほ
か、マトリクススイッチのビルディングブロック性の発
揮に役立つ。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第２図、第３図及び第５図を参照し
て説明する。第２図は第５図のシステム構成における受
信バッファの代表例４〇五、を示し、第３図は第５図の
システム構成における転送バッファの代表例２０ｉｐを
示す。

受信バッファは、第２図に示すように、レシーバ４１．
ｐ、メモリ４２．ｐ、ドライバ４３７．、パケット境界
タイミング検出部４４ｉｐ、アドレス解析部４５．ｐ、
受信制御部４６ｉｐ、送信制御部４７．ｐ。

転送要求信号発生部４８ｉｐ及びステータス検出部４９
、ｐを有する。パケット境界タイミング検出部４４、ｐ
はパケットの始端と終端をみて受信タイミング信号を受
信制御部４６゜、及びアドレス解析部４５ｉｐへ送る。

アドレス解析部４５□２はパケットのアドレスを解析し
、アドレス通知信号を受信制御部４６．９及び転送要求
信号発生部４Ｂｔ９へ送る。

受信制御部４６１２は受信タイミング信号及びアドレス
通知信号を受けてイネーブル信号及び書込み制御信号を
発生する。転送要求信号発生部４８．ｐはアドレス通知
信号、パケット転送済通知信号及び送信権信号を受けて
転送要求信号を発生する。

ステータス検出部４９ｉｐは空／塞信号を受けて送信可
／不可通知信号及び送信放棄信号を出力する。

送信制御部４７１２は送信可／不可信号を受けて読出し
制御信号、イネーブル信号及びパケット転送済通知信号
を出力する。

又、転送バラ・ファは、第３図に示すように、レシーバ
５１．ｊｑメモリ５２ｉｊｑドライバ５３．Ｊ。

パケット境界タイミング検出部５４８４、受信制御部５
５．、、送信制御部５６８ｊｑステータス発生部５７、
ｊ及びステータス検出部５８６、を有する。メモリ５２
８．のメモリ容量は１パケット分である。

パケット境界タイミング検出部５４ｉＪは受信パケット
の始端及び終端をみて受信タイミング信号を発生する。

受信制御部５５．、は受信タイミング信号を受けてイネ
ーブル信号、書込み制御信号及び受信通知信号を発生ず
る。送信制御部５６．Ｊは送信権信号を受けて読出し制
御信号、イネーブル信号及び送信済通知信号を発生する
。ステータス検出部５８．ｊは受信通知信号及び送信済
通知信号を受けてステータス（空／塞）通知信号を出力
する。

ステータス発生部５７は転送要求信号及びステータス通
知信号を受けて空／塞信号を出力する。

以上の構成の下における受信バッファから転送バッファ
へのパケット転送制御を以下に説明する。

受信バッファ４０ｓｐ　（ｔ　＝　１．　２．　　・・
・、ｎのうちの１つ）におけるその入力ポート１ｏｏｉ
ｐからの受信パケットの受信動作は、次の通りである。

即ち、パケット境界タイミング検出部４４ｉｐにおいて
、パケットの先端と終端とを判断して受信タイミング信
号を発生する。受信タイミング信号とアドレス解析部４
５８ｐからの転送バッファアドレス信号とを受ける受信
制御部４６．、はレシーバ４１．、ヘイネーブル信号を
送ってそこから受信パケットをメモリ４２ｉｐへ転送さ
せる一方、メモリ４２ｉｐへ書込み制御信号を送ってレ
シーバ４１８ｐからのパケットをメモリ４２８．へ書き
込む。

上述解析された送信先の転送バッファアドレスは又、転
送要求信号発生部４８．ｐへ転送される。

その転送要求信号発生部４８１ｐへ送信制御部４７篩か
らパケット転送済通知信号が送られて来ており、そして
受信パケット制御部１ｏ、がら送信権信号（第４図の１
５０）が転送要求信号発生部４８五、へ与えられたとき
、その転送要求信号発生部４８、ｐが転送要求信号（第
４図の１５２）を前記転送バッファアドレスで指定され
る転送バッファ２０＋＝（ｊ＝受信パケット転送制御１
０ｉの制御の下に置かれる転送バッファのうちの前記転
送バッファアドレスで指定される転送バッファ）へ送出
する。前記パケット転送済通知信号は、パケットの転送
バッファへの転送が可能な場合（空信号受信時）、その
通知はそのステータス検出部４９、ｐで解析され送信制
御部４７．２によって、パケットの転送が行なわれるが
転送要求信号発生部４８８ｐでは、自分が転送要求信号
を出したパケットの転送が完了したのかどうかを通知し
てやらねば、次に送信権を与えられた時に、どのパケッ
トがまだメモリ上に残っているのか判断できず、転送要
求信号が出せない。そのため、パケット転送完了時に、
その旨を通知するための信号である。

一方、転送バッファ２０．ｊにおけるパケットの受信、
そして送信制御は次の通りである。

そのパケットのメモリ５２目への書込みは次の通りであ
る。即ち、パケット境界タイミング検出部５４ム、で検
出されたパケットのための受信タイミング信号は受信制
御部５５＆、へ送られる。その受信制御部５５．、はレ
シーバ５１１Ｊヘイネーブル信号を送って受信パケット
をメモリ５２ｉｊへ転送させると共に、書込み制御信号
にてメモリ５２Ｂにそのパケットを書き込ませる。メモ
リ５２直、からの読出しについては後述する。上述の書
込みにおいて、メモリ５２目へのパケットの書込みと共
に、パケットの受信通知信号をステータス検出部５８ｉ
ｊへ送り、又パケットをメモリ５２目から読み出させた
送信制御部５６１ｊはパケットの送信完了信号をステー
タス検出部５８（ｊへ送る。そのステータス検出部５８
！Ｊはパケットの受信時に閉塞のステータス通知信号を
、又パケットの送信時に空のステータス通知信号をステ
ータス発生部５７目へ送る。

そのステータス発生部５’７Ｂは、前記ステータス通知
信号が表す状態に応じて、転送要求信号に対する応答信
号、即ち塞信号又は空信号を該転送要求信号を送って来
た受信バッファへ返す。

転送要求信号を送出した受信バッファ４０ｉｐのステー
タス検出部４９ｉｐが転送バッファ２０ｉｊから塞信号
（第４図の１５４）を受は取ると、送信−制御部４７ｉ
ｐに対し送信不可信号を送ると共に、−受信パケット転
送制御部１０．に対し送信放棄信号（第４図の１５６）
を送出する。この放棄信号を受信した受信パケット転送
制御部１０ｉは転送制御上において予め決められた順位
の次の受信バッファ４０＋ｚ（ｔはｐ以外のもの）に対
し送信権信号（第４図の１５８）を送出する。

逆に、転送バッファ２０ｉｐがら空信号（第４図の１６
０）を受は取ると、送信制御部４７ｉｐに対し送信可信
号を送ってメモリ４２ｉｐから読み出されたパケットを
ドライバ４３．２を介して転送バッファ２０．ｊのメモ
リ５２目へ上述の如くして書き込む（第４図の１６２）
。

パケットの送信を許容したステータス検出部４９　ｉｐ
は、前記メモリ５２目へのパケットの書込み完了時刻に
受信パケット転送制御部１０ｉに対して送信完了信号（
第４図の１６４）を送出する。

この信号を受信した受信パケット転送制御部１０えは上
述と同様、次の受信バッファ４０＋ｔに対し送信権信号
（第４図の１６６）を送出する。

以上の動作と同様の動作が、他の受信バッファ群（４０
，ｐ、４０□２．・・・、４０（五−１）Ｅｌｌ　４０
　（ム。

６，９．・・・、４０．、）と他の転送バッファ群（２
０１１＋　２０１２＋　”　・＋　２０１１６．２０ｚ
１．２０ｚｚ、　　・・′Ｉ２０２＋！１〜　”　’　
％　２０　（ｉ−１）　Ｉｎ　２０　（ｉ−１）２１゜
８０惨２０（ｉ−＋）ｓ−％２０（五◆Ｉ）１＋２０（
ｉ◆Ｉ）２＋”’”＋２０（五＋１＞７、　　・　　・
　　・　、　　２　０　０．　２　０−ｚ、　　・　　
・　　・　、　　２０、）との間で、対応する受信パケ
ット転送制御部の制御の下に、非同期的に遂行される。

上述の如くして、転送バッファ２０．（ｉ＝１゜２、・
・・、ｎ＜　ｊ＝１．２．　　・・・１ｍのうちの１つ
）に蓄積されたパケットを、送信パケット転送制御部５
０Ｊの制御の下に、出力パケット転送路６０ｊを介して
送信先の送信バッファ７０ｊ。

に蓄積し、そしてその出力ポート１１０ｊｑ上に送信す
る動作は、従来と同様であるので、その詳細は省略する
。このことは、他のｊについても同様である。

なお、上記実施例においては、転送バッファのメモリ容
量を１パケット分とする例を説明したが、成る定数のパ
ケット分としてよいことは勿論である。但し、そのパケ
ット分についての制御は必要となる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、受信バッファから転
送バッファへの転送に先立って、転送したいパケットの
アドレスによって定まって来る転送パケットのステータ
スをその転送に考慮するようにしたから、パケットの廃
棄の発生防止が図れる。このステータスの問合わせをす
るようにしたことにより、転送バッファのメモリ容量を
１パケット分の容量とすることもできるから、バッファ
容量の削減が達成され、マトリクススイッチの小規模化
となる。これに加えて、この転送バッファ容量の１パケ
ツト化は、パケット廃棄の完全防止となるから、マトリ
クススイッチのビルディングブロック性を完全に発揮さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は受信バッファを示す図、 第３図は転送バッファを示す図、 第４図は通信手順を示す図、 第５図はマトリクススイッチの構成図、第６図はパケッ
トフォーマットを示す図である。 第１図乃至第３図において、 ５１はステータス検出部（ステータス検出部４９ｉｌｌ
）、 ６ｉｐはステータス検出部（ステータス検出部５８目、
ステータス発生部５９□Ｊ）、 ７１は転送制御部（送信制御部４７ｚｐ）、１０、は受
信パケット転送制御部、 ２０、ｊは転送バッファ、 ３〇五は入力パケット転送路、 ４０１．は受信バッファ、 ４５．９はアドレス解析部、 ４８ｉｐは転送要求信号発生部、 ５５五ｊは受信制御部、 ５６！ｊは送信制御部である。 ４区 、ｋ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力ポート（１００＿ｉ＿ｐ）（ｉ＝１、２、・
   ・・、ｎ、ｐ＝１、２、・・・、ｈ）に受信バッファ（
   ４０＿ｉ＿ｐ）を有する複数の入力パケット転送路（３
   ０＿ｉ）と出力ポート（１１０＿ｊ＿ｑ）（ｊ＝１、２
   、・・・、ｍ、ｑ＝１、２、・・・、ｋ）に送信バッフ
   ァ（７０＿ｊ＿ｑ）を有する複数の出力パケット転送路
   （６０＿ｊ）とを格子状に配置し、その交点に配置した
   転送バッファ（２０＿ｉ＿ｊ）によって、これら２つの
   転送路を接続したマトリクススイッチにおいて、 転送バッファ（２０＿ｉ＿ｊ）に、 パケットが転送バッファ（２０＿ｉ＿ｊ）に蓄積されて
   いて、かつ、送信バッファ（７０＿ｊ＿ｑ）への読出し
   が行なわれていない塞状態と、 パケットが転送バッファ（２０＿ｉ＿ｊ）に蓄積されて
   いないまたは、送信バッファ（７０＿ｊ＿ｑ）への読出
   しが行なわれ、次のパケットの入力が可能な空状態の２
   つの状態を検出するステータス検出部（６＿ｉ＿ｊ）を
   設けるとともに受信バッファ（４０＿ｉ＿ｐ）に、 パケット転送に際し、上記ステータス検出部（６＿ｉ＿
   ｊ）の２つの状態をモニタリングするステータス検出部
   （５＿ｉ＿ｐ）と、 モニタリングの結果、塞状態を検出した場合、転送バッ
   ファ（２０＿ｉ＿ｊ）へパケットを中止し、モニタリン
   グの結果、空状態を検出した場合、転送バッファ（２０
   ＿ｉ＿ｊ）へパケットを転送するため送信制御部（７＿
   ｉ＿ｐ）とを設けたことを特徴とするマトリクススイッ
   チへのパケット転送方式。