JPH0260261A - パケット通信装置 - 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］ メツシュ状に伝送路が接続され、データをパケット単位
に分割して広域化したネットワークを介して通信するパ
ケット通信装置に関し、通過ルートに輻較が生じたり伝
送路に障害が発生してもパケットを低負荷の伝送路へ高
速に迂回するパケット通信装置を提供することを目的と
し、パケット通信装置において、パケットヘッダ解析部
は受信したパケットヘッダのアドレスに対応して同じ入
力ポートに接続する各データ転送メモリ部にそれぞれの
受信優先度を通知する優先度通短手段を備え、データ転
送メモリ部は入力ポートからの全てのパケットを受信・
記憶し、自身が完全に受信できないかまたは障害によっ
て送信不可能の時受信不可を表すフラグを発生する受信
不可フラグ発生手段と、正常にパケットを受信した時に
他のデータ転送メモリ部からの受信不可フラグと通知さ
れた優先度との相関をとってそのパケットを廃棄するか
保持するかを判別する受信判別手段とを具備するよう構
成する。

［産業上の利用分野］ 本発明はメツシュ状に伝送路が接続され、データをパケ
ット単位に分割して広域化したネットワークを介して通
信するパケット通信装置に関する。

パケット通信は、端末あるいはコンピュータからバース
ト的に発生するデータをパケットという単位で通信する
ため、多重化により回線交換網よりも高い効率で伝送路
を使用でき、パケット単位での誤り検出や再送により高
品質の通信ができる。

近年このパケット通信が次第に広域のネットワークにお
いて使用されるようになったが、メツシュ状の伝送路を
用いる場合、伝送経路が複数個存在するので、どの伝送
路を介して宛先へ届けるかの制御を行う必要がある。と
ころが、従来採用された方式では時間を要するため、よ
り効率的に伝送路を選択制御することが望まれている。

［従来の技術］ 従来のパケット通信装置では、通信に必要な交換処理、
誤り検出、および廃棄、再送制御、ルーティング等の処
理をソフトウェアで実現していた。

そのため、高速に伝送する必要がある°データ、例えば
音声や、画像等の実時間性のあるデータ端末やコンピュ
ータを収容することが不可能であるため、交換処理をハ
ードウェアに置き換えることによって交換処理を高速化
し、高速化する研究が進められている。

第８図に示す従来のパケット通信装置の構成は、交換処
理をハードウェアにより実現した構成である。以下にパ
ケット通信装置の従来例の技術を第７図乃至第１θ図を
用いて説明する。

第７図はパケットのフォーマットを示す図、第８図は従
来のパケット通信装置の構成図、第９図は従来のテーブ
ルの構成図、第１０図は従来のパケット交換動作の説明
図である。

パケットは第７図に示すように先頭のツーラグ（Ｆで表
示され、”０１１１１１１０”の８ビツトで構成する）
の後に、アドレス／コントロールのデータ、送信すべき
データ（ＤＡＴＡで表示）、フレームチエツクシーケン
ス（Ｆｅ２で表示）と続き最後にフラグが設けられた構
成をとる。

このような構成のパケットをメツシュ状の伝送路で構成
するネットワークにより伝送する場合、第８図に示す従
来のパケット通信装置の構成が用いられた。

メツシュ状のネットワークの構成は、第１０図の従来の
パケット交換動作の説明図に示されている。即ち、パケ
ット交換局としてノードＡ〜ノードＦが伝送路によりメ
ツシュ状に接続され、各ノードには第８図に示すパケッ
ト通信装置が設けられ、各ノードＡ−Ｆのそれぞれには
図に示すように複数の他の隣接するノードや迂回経路の
ノードと接続した伝送路が設けられ、各パケットのヘッ
ダ（第７図のパケットフォーマットにおいてＤＡＴＡ部
の先頭部分）に含まれた送信先情報に基づいて伝送路を
交換接続する機能を備えている。

第８図のパケット通信装置において、伝送路端末インタ
フェース８１−１．８１−２はそれぞれ当該パケット通
信装置から他のノードへ接続する伝送路または端末に接
続され、この例では２つの伝送路に接続している場合を
示す。

各伝送路端末インタフェース８１には入力ポートと出力
ポートが接続され、入力ポートはパケットが入力される
転送路、出力ポートはパケットが出力される転送路であ
る。パケットヘッダ解析部８２−１．８２−２．は各伝
送路（または端末）の受信側に設けられ、各伝送路端末
インタフェース８１−１．２で受信したパケットのヘッ
ダを解析して送信先を識別し、その解析結果に応じて受
信指示信号ＲＣを発生する。データ転送メモリ部８３−
１１〜８３−２２は各入力ポート１．２に交叉する出力
ポート１．２の各交叉点に設けられ、パケットを蓄積し
て交換接続を行うために設けられている。即ち、パケッ
トヘッダ解析部８２で発生した受信指示信号ＲＣを受け
た一つのデータ転送メモリ部がパケットを受信して記憶
する。パケット送信指示部８４−１．２は各出力ポート
に接続され、その出力ポートに接続されているデータ転
送メモリ部におけるパケットの有無を監視し、パケット
の存在を確認するとパケット送信指示信号ＴＣを発生し
てデータを読み出して出力ポートへ供給する制御を行う
ものである。

パケットヘッダ解析部８２には交換処理を行うためのテ
ーブルが設けられ、その従来のテーブルの構成図を第９
図に示す、テーブルには、パケットヘッダに格納されて
いるアドレス（送信先）に対応する、データ転送メモリ
部の番号が記述されている。即ち、送信先情報としてア
ドレスａ、ｂ。

Ｃ・・が指定されている時に、パケット通信装置に設け
られた相手先に対応して設けられた複数のデータ転送メ
モリ部を指定するｔｌ＄Ａ、　０Ｂ、　０ｃ・・の情報
が格納されており、このテーブルの情報は通信を開始す
る前に設定される。

パケットが受信されると、第８図のパケットヘッダ解析
部８２において、入力されたパケットのヘッダのアドレ
スが解析され、第９図に示すテーブルを参照して選択さ
れた一つのデータ転送メモリ部８３にパケットが受信・
記憶される。その後、データ転送メモリ部でのパケット
の存在を監視しているパケット送信指示部８４によりパ
ケットが検出されて発行されるパケット送出指示信号に
より、そのデータ転送メモリ部８３はデータを送出して
、対応する伝送路端末インタフェース８１から相手通信
装置へ送信される。

第１０図には、ヘッダにアドレスａが付されたパケット
が端末１００から送信され、送信先端末１００（アドレ
スａ）に転送される様子が示される。この場合、各ノー
ドのパケット通信装置は伝送路によりメツシュ状に接続
され、各ノードのテーブルに図に示すような初期値が与
えられて設定されている。端末１００から発行されたパ
ケットは、ノードＡにおけるテーブル参照によりノード
Ｂへ送信される。同様にノードＢからノードＣへ、ノー
ドＣからノードＤへ、さらにノードＤから端末１１０へ
送信されることにより通信が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のパケット通信装置によれば、同じルートを通
過するパケットが伝送路の容量を越える程度に増大して
輻較が生じた場合、送信側のデータ転送メモリ部におい
てパケットの待ち行列が発生する。その場合は遅延時間
が増大したり、メモリにおいてオーバーフローが発生し
てパケットが廃棄される。また、通過すべき伝送路また
はノードに障害が発生した場合、通信が不可能になると
いう問題があった。

本発明は、通過するルートに輻較が生じたり伝送路に障
害が発生してもパケットを負荷の低い伝送路へハードウ
ェア処理により高速に迂回するパケット通信装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段〕 第１図（ａ）は本発明の基本構成図を示す。

第１図（ａ）の１０は伝送路端末インタフェース、１１
はパケットヘッダ解析部、１１１は優先度付テーブル、
１１２は優先度通知手段、１２はパケット送信指示部、
１３はデータ転送メモリ部、１３０は廃棄手段、１３１
は受信判別手段、１３２は受信不可フラグ発生手段を表
す。

第１図（ａ）の基本構成には人力ポート。と出力ポート
がλつだけを示すが、当然複数のノードおよび端末の数
に対応するポートが備えられる。

本発明は、入力ポートに対応する全てのデータ転送メモ
リ部でパケットの受信を実行させ、各データ転送メモリ
部では伝送路の障害または、輻較の検出により受信でき
なかった場合には受信不可フラグを発生する。パケット
ヘッダ解析部は宛先のアドレスに対応して伝送路の優先
度情報を発生し、各データ転送メモリ部ではこの優先度
情報と他のデータ転送メモリ部からの受信不可フラグと
に基づいて受信可能なもので優先度が最も高いデ−タ転
送メモリ部のデータだけを残し、他の受信を行ったデー
タ転送メモリ部ではそのデータを廃棄するものである。

［作用］ 第１図（ａ）の伝送路端末インタフェース１０、パケッ
ト送信指示部１２は従来の構成（第８図）と同様の機能
を備えるものである。パケットヘッダ解析部１１には第
１図（ロ）に示すようなテーブルが設けられる。このテ
ーブル１１１には、各アドレスに対し、伝送路に対応し
て設けられた各データ転送メモリ部の受信優先度が規定
されている。テーブルの構成は、各アドレスに対して優
先皮層にデータ転送メモリ部の番号が格納される形式の
ものでもよい、優先度通知手段１１２は受信したパケッ
ト内のパケットヘッダのアドレスを解析すると、アドレ
スによりテーブルを検索して各データ転送メモリ部にそ
れぞれの優先度情報を通知する。

入力ポートに接続された複数のデータ転送メモリ部１３
は自己が受信可能状態であれば、優先度によらずパケッ
トの受信を開始する。そして、データ転送メモリ部１３
の受信不可フラグ発生手段１３２は、輻幀により受信デ
ータを全部受は取ることができなかった場合や、伝送路
端末インタフェース１０において伝送路障害や対向する
ノードの障害を検出した時に通知される障害通知を受は
取ると受信不可フラグを発生して、他のデータ転送メモ
リ部へ出力する。また同じくデータ転送メモリ部１３の
受信判別手段１３１は、各データ転送メモリ部からの受
信不可フラグとパケットヘッダ解析部１１からの受信優
先度情報に基づいて、当該データ転送メモリ部が受信デ
ータを完全に受信していて、かつ優先度が高いことを検
出すると受信パケットを保持し、受信データを完全に受
信していて他に優先度の高いデータ転送メモリ部がある
時は受信したデータを廃棄手段１３０により廃棄する。

［実施例］ 本発明の実施例構成図を第２図乃至第５図に示す、第２
図はパケットヘッダ解析部の実施例構成図、第３図はデ
ータ転送メモリ部の実施例構成図、第４図は受信不可フ
ラグ発生部の構成図、第５図は他データ転送メモリ部受
信判定部の構成図を表す。

第２図のパケットヘッダ解析部の実施例構成図において
、アドレス検出部２０がパケットのフラグを認識すると
、パケットの持つアドレスを出力し、テーブル格納部２
１を検索する。テーブル検索の結果各データ転送メモリ
部料１〜ｔａｎ（パケットデータが入力した入力ポート
に対応する全てのデータ転送メモリ部）に対してそれぞ
れの優先度データを出力する。

第３図のデータ転送メモリ部の実施例構成図において、
３０はメモリアドレス制御部、３１はパケット検出部、
３２は受信パケットを記憶し、送信時に読み出されるメ
モリ、３３は他データ転送メモリ部受信判定部、３４は
自受信判定部、３５は受信不可フラグ発生部を表す。

第３図の動作を説明すると、パケット検出部３１におい
て入力ポートに接続した転送路から入力するパケットの
フラグを検出すると、メモリアドレス制御部３０に受信
を指示し、さらにパケットの終了を認識すると受信停止
を指示する。メモリアドレス制御部３０は、メモリの実
アドレスを管理し、パケット受信指示を受けると書き込
みのためのアドレスを発生する。このとき、パケットが
メモリにバッファリングされており、先頭アドレスと最
終アドレスの比較によりメモリのオーバーフローを検出
すると、自受信判定部に対し、オーバーフロー（受信不
可）を通知する。また、廃棄信号（後述する他データ転
送メモリ部受信判定部３３で発生）を受けると、最終ア
ドレスを元の先頭アドレスに設定することにより実質的
に受信デ、−タの廃棄を行う。

また、パケットがメモリ３２に存在する場合、メモリア
ドレス制御部３０からパケット送信指示部（第１図の１
２）に対しバケッ）Ｗ無信号により通知する。パケット
送信指示部からパケット送信指示信号を受は取ると、読
み出しのためのアドレス（書き込み時の先頭アドレス）
を発生する。

自受信判定部３４はメモリのオーバーフロー伝送路の障
害の検出、対応ノードにおける障害通知を受信した時に
、他のデータ転送メモリ部へ受信不可信号を通知するた
めに受信不可フラグ発生部３５を駆動する。受信不可フ
ラグ発生部３５は、第２図のパケットヘッダ解析部から
送られてくる優先度データによる優先度対応に定義され
、受信不可の通知を受けると当該データ転送メモリ部に
与えられた優先度に対応する出力線上に受信不可フラグ
を発生する。

一方、受信が正常に行われると、他データ転送メモリ部
受信判定部３３において受信不可フラグを自己の優先度
によってマスクし、自己の優先度より高いデータ転送メ
モリ部において正常受信されていること確認（受信不可
フラグが立ってないこと）すると、メモリアドレス制御
部３０に対して、そのパケットの廃棄を指示する廃棄信
号を出力する。

第４図に受信不可フラグ発生部（第３図の３５）の構成
図を示す、パケットヘッダ解析部（第２図）から当該デ
ータ転送メモリ部に送られた優先度データはデコーダ４
０においてデコードされて、優先度に対応する一つに出
力を発生する。その一つの出力が各優先度に対応して設
けられているゲート回路４１−１〜４１−ｎに供給され
、対応する一つのゲートをオン状態にする。この時受信
不可信号が第３図の自受信判定部３４がら発生すると、
その信号はオン状態となった優先度に対応するゲート回
路４１−１〜４１−ｎの一つを通って受信不可フラグと
して出力される。

第５図に他データ転送メモリ部受信判定部（第３図の３
３）の構成図を示す。

パケットヘッダ解析部から送られてきた優先度データを
デコーダ５０においてデコードし、その優先度に対して
、出力１〜ｎを発生する。そのデコーダ５０の出力は図
に示すように、優先度１の出力は動作に影響を与えない
が、優先度２の場合は優先度１の受信不可フラグの入力
を通過させるためにゲート回路５２−１を駆動する。ま
た、デコーダ５０の優先度３の出力は優先度１と２のゲ
ート回路５２−１．５２−２を駆動する。以下、自分の
優先度より高い優先度の受信不可フラグを入力するよう
に複数のオア回路５１−１．５１−２・・がそれぞれの
ゲート回路を制御するために設けられている。

各ゲート回路５２の入力は他の同一人力ポートに接続さ
れた各データ転送メモリ部の各優先度に対応して出力さ
れた受信不可フラグがノット回路５７で反転の後供給さ
れ、各ゲート回路の出力はオア回路５５に入力され、そ
の出力はこのデータ転送メモリ部の受信不可信号５６を
反転した信号と共にアンド回路５４に入力され、アンド
回路５４の出力が廃棄信号として第３図のメモリアドレ
ス制御回路に供給されて受信データの廃棄が行われる。

この第５図において、データ転送メモリ部のデコーダ５
０で優先度３が指示され、受信が良好に行われ、他の優
先度１のデータ転送メモリ部が受信不可であり、優先度
２のデータ転送メモリ部が良好に受信した場合について
説明すると、優先度１の受信不可フラグがハイレベル“
’Ｈ”？、優先度２の受信不可フラグがローレベル゛Ｌ
”となって入力するし、それぞれノット回路５７で反転
して、′Ｌ″　　“Ｈ”′となる。この時、デコーダ５
０の優先度３の端子から駆動出力が発生するため、ゲー
ト回路５２−１と５２−２が駆動される。従って、ゲー
ト回路５２−２の出力°″Ｈ”によりオア回路５５の出
力は“Ｈ゛となる。この時、受信不可信号５６が°“Ｌ
パ　（受信良好）である、その反転出力゛Ｈ″゛が、ゲ
ート回路５２−２の出力°゛Ｈ°“とともにゲート回路
５４に入力されるので、廃棄信号の出力“Ｈ″が発生す
る。

優先度１と優先度２の受信不可フラグが共に“Ｈ″　（
両方とも受信できない時）は、オア回路５５から゛Ｈ″
出力が発生しないので、アンド回路５４は”Ｌ″出力な
るので廃棄信号が発生しない。この場合、当該優先度３
のデータ転送メモリ部に対応する出力ポートからパケッ
トの送信が行われる。

第６図は本発明のネットワークにおけるパケットの交換
動作例を示す図である０図に示すように、各ノードＡ−
Ｆには夫々パケット通信装置が設けられ、それぞれのパ
ケットヘッダ解析部には、図に示すようにテーブルＴＡ
、ＴＢ・・ＴＦが設けられ、各テーブルには具体例とし
てアドレスａについての優先皮層に伝送路番号（出力ポ
ート番号）が規定されている。

第６図において、ノードＡに接続した端末６０がノード
Ｄに接続した端末６１を宛先（！アドレスａ）としてパ
ケットを送信した場合に、ノードＡではアドレスａに対
する優先度１の伝送路＃１はノードＢに向かうルートで
ある。もし、その伝送路に障害がなくノードＢに障害が
発生してなく、しかもＢへの伝送に輻較がない場合は、
ノードＢへの伝送路０１により送信を行う、同様にノー
ドＢにおいてもテーブルＴＢを参照して、優先度１の伝
送路＃１を介してノードＣへパケットを送信する。ノー
ドＢにおいて伝送路＃ｌに障害が発生していたら（また
は輻幀が生じていたら）、優先度２の伝送路＃２の迂回
ルートを介して送信（伝送路２の出力ポートに接続した
データ転送メモリ部から送信）する、以下同様にして、
最後にノードＤに送信されて端末６１へ送信される。

［発明の効果］ 本発明によれば、伝送路の負荷状態あるいはネットワー
ク内の障害の状態を反映した適応的なルートが自動的に
選択されるので、従来の固定ルートでの通信と比較する
と、障害および輻較に柔軟に対処できるネットワークを
構築することができ、信頼性の高いネットワークを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の基本構成図、第１図（ロ）は本
発明によるテーブルの構成図、第２図はパケットヘッダ
解析部の実施例構成図、第３図はデータ転送メモリ部の
実施例構成図、第４図は受信不可フラグ発生部の構成図
、第５図は他データ転送メモリ部受信判定部の構成図、
第６図は本発明のネットワークにおけるｌ・・＃に＃交
換動作例を示す図、第７図はパケットのフォーマットを
示す図、第８図は従来のパケット通信装置の構成図、第
９図は従来のテーブルの構成図、第１Ｏ図は従来のパケ
ット交換動作の説明図である。 第１図（ａ）中、 １０：伝送路端末インタフェース １１：パケットヘッダ解析部 １１１：優先度付テーブル １１２：優先度通知手段 １２ニパケット送信指示部 １３：データ転送メモリ部 １３０：廃棄手段 １３１：受信判別手段 １３２：受信不可フラグ発生手段 受信不可フラグ発生部の構成図 第４５！Ｉｔ 特許出願人　　　富士通株式会社 復代理人弁理士　　穂坂　和雄 他データ転送メモリ部受信判定部の構成因第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれ転送路に接続された複数の入力ポートと出力ポ
   ートを格子状に配置し、その各交叉点にデータ転送メモ
   リ部（１３）が設けられ、パケットヘッダ解析部（１１
   ）を入力ポート対応に備えるとともにパケット送信指示
   部（１２）を各出力ポート対応に備えたパケット通信装
   置において、 前記パケットヘッダ解析部（１１）は受信したパケット
   ヘッダのアドレスに対応して同じ入力ポートに接続する
   各データ転送メモリ部にそれぞれの受信優先度を通知す
   る優先度通知手段（１１２）を備え、前記データ転送メ
   モリ部（１３）は入力ポートからの全てのパケットを受
   信・記憶し、自身が完全に受信できないかまたは障害に
   よって送信不可能の時受信不可を表すフラグを発生する
   受信不可フラグ発生手段（１３２）と、正常にパケット
   を受信した時に他のデータ転送メモリ部からの受信不可
   フラグと通知された優先度との相関をとってそのパケッ
   トを廃棄するか保持するかを判別する受信判別手段（１
   ３１）とを具備することを特徴とするパケット通信装置
   。