JPH03255748A - パケット順序整列方式 - 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） 本発明はパケット交換機、とくに、そのパケットの順序
を整列する方式に関する。

（従来の技術） パケット交換網では、パケットを蓄積して転送するので
、ルーティングなどによりパケットの順序の逆転や重複
、紛失などが起ることがある。これを防ぐために、一般
にはパケットの順序性を交換機でチエツクしている。パ
ケットの順序性をチエツクする方式に関しては、［パケ
ット交換技術とその応用」　（第２版）電子通信学会発
行、第１１７〜１２２頁（昭和５５年１２月ＩＯ日）に
開示されている方式がある。

従来、パケット交換機は、パケットの順序整列のだめに
、送信側でパケットに送出順序を示す送信シーケンス番
号を付与する。例えば、最初のシーケンス番号を「０」
とし、以後、順次カウントアツプして、番号がある所定
の値（通常「７」またはｒ１２７Ｊが用いられる）に達
すると、初期値「０」に戻る。送信側は、所定のパケッ
ト数だけパケットを順次、送出する。受信側では、これ
らのパケットを確実に受信すると、その確認と、次のパ
ケットの送信許可を送信側へ送出する。こうして送信側
は、次々と所定数のパケットを送出する。受信側では、
受信したパケットを一時バッファに蓄積し、これをパケ
ットのシーケンス番号に従って読み出す。こうしてパケ
ットの順序を整えて受信側端末へ出力する。

（発明が解決しようとする課題） しかしこの従来の方法では、送信側は受信側からの送出
許可を受けなければパケットを送出することかできなか
った。さらに、受信側でのパケット順序整列はソフトウ
ェアで制御されていたので、順序整列に時間を要し、し
たがって、転送が遅延して通信網の使用効率が低下する
という問題があった。

本発明では、これらの問題点を解消し、パケット転送を
高速化し、通信網を効率化することのできるパケット順
序整列方式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） 本発明では、送信側で送信パケットにタイムスタンプを
付加して転送し、受信側ではタイムスタンプの順番にて
パケットを出力することによりパケット転送の高速化と
通信網の効率化を実現している。

本発明によるパケット順序整列方式は、入り回線から入
力されるパケットを出回線へ出力するパケットスイッチ
網と、パケットスイッチ網と入り回線との間に接続され
、所定の数値まで巡回する番号をクロックパルスに応動
して生成する時計手段を有し、この番号を含むタイムス
タンプを入力パケットに付与してパケットスイッチ網に
出力する時刻付与手段と、パケットスイッチ網と出回線
との間に接続され、パケットスイッチ網から出力される
パケットを蓄積し、タイムスタンプに含まれる番号の順
番でパケットを出回線へ転送するパケット順序整列手段
とを有する。

（作　用） 本発明によれば、パケットスイッチ網の入側において、
時刻付与手段は入力パケットに巡回番号のタイムスタン
プを付与して出力する。また出側において、順序整列手
段はタイムスタンプの番号の順番でパケ・ントを出回線
に転送する。また、制御手段が番号の巡回の有無を示す
表示を付加するので、順序整列手段はタイムスタンプの
時系列を正しく識別することができる。

（実施例） 次に、本発明によるパケット順序整列方式の実施例を添
付図面を参μｓして説明する。

第１図は本発明によるパケット順序整列方式が適用され
たパケット交換網の構成図である。パケラトスイッチ網
１０１には、本発明に関してパケットの複数Ｍ＋１回線
の入り回線１２０−１２Ｍ側に時刻付与回路１００が、
また複数Ｎ＋１回線の出回線１３０〜１３Ｎ側には対応
する複数のパケット順序整列器１１０〜ＩＩＮが設けら
れている。時刻付与回路１００は、入力パケットにその
入力の日時ないしは時刻を示すタイムスタンプ３０１　
　（第３図）を付加してパケットスイッチ網１０１に転
送する計時回路である。パケット順序整列器１１０−１
１Ｎは、スイッチ網１０１からパケットを受けると、そ
れに含まれているタイムスタンプ３０１を識別し、その
値ＴＳ　（後述する）の順番に受信パケットを出回線１
４０〜１４Ｎに出力する受信回路であ−る。

パケット順序整列器１１０〜ＩＩＮは、本実施例ではい
ずれも共通の構成であり、その共通の構成の機能ブロッ
ク図を第２図に示す。同図において、パケット順序整列
器１１−はパケットバッファ２０６を有し、これはパケ
ットを一時的に蓄積する蓄積回路である。バケットバッ
ファ２０６は、本実施例では４個分のパケットを蓄積す
る蓄積容量を有し、入力端子１３−および出力端子Ｉ４
−を備え、前者がスイッチ網１０１に、後者は出回線に
接続されている。バケットバッファ２０６は、最上位桁
切換回路２１０〜２１３を介してソーティング網２０４
に接続されている。

ソーティング網２０４は、入力されるパケットをそのソ
ーティング用データ（後述する）に基づいて若番から順
番にソートし、そのソーティングの結果を最若番から順
番にソーティング網出力端子２３３〜２３０に出力する
。ソーティング網２０４は、本実施例では、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（Ｂａｔ
ｃｈｅｒ）の双単調ソータである。このソート結果はま
た、出力端子２４０〜２４３を通して対応するバッファ
２０６にも報告される。出力端子２３３〜２３０のうち
最若番のパケットを出力する端子２３３には、勝残り報
告回路２０５が接続され、後者の出力２３４がソーティ
ング網２０４に接続されている。

バケットバッファ２０６および最上位桁切換回路２１０
〜２１３には、それぞれ制御線２０７および２０８を介
して制御回路２０３が接続されている。制御回路２０３
は、後述する制御アルゴリズムに従ってこれらの回路を
制御し、パケット順序の整列を制御する制御回路である
。

最上位桁切換回路２１０〜２１３は、バケットバッファ
２０６に蓄積されているパケットのタイムスタンプ３０
１を識別し、それに応して拡張ビット３００（第３図）
を設定する回路である。

ところで本実施例では、タイムスタンプ３０１に拡張ビ
ット３００が付加されたデータを「ソーティング用デー
タ」と称し、そのフォーマット３１０を第３図に例示す
る。拡張ビット３００は、タイムスタンプ３０１が桁あ
ふれによる巡回を生じた場合でも、その巡回前の同じ数
値と区別するための表示である。これは、まだ初期値へ
の巡回が生じていない値を有するタイムスタンプ３０１
については値「０」を、またすてに初期値への巡回が生
じた後の値を有するものについては「１」をとる。

バケットバッファ２０６に蓄積されているパケットのタ
イムスタンプ３０１は、最上位桁切換回路２１０〜２１
３のうちそのパケットに対応するものに送られる。最上
位桁切換回路２１−は、これにソーティング用データ３
１０を付加し、これをソーティング網２０４へ入力する
。バッチャ双単調ソータであるソーティング網２０４は
、ルーティングタグすなわちソーティング用データ３１
０を１ヒツトずつシリアルに比較し、ソーティング用デ
ータ３１０を最小番号から順番にソーティング網２０４
の端子２３３、２３２．２３１，２３０に出力する。

勝残り報告回路２０５は、端子２３３から最小のソーテ
ィング用データ３１０が入力されると、ソーティング網
２０４の端子２３４へそのタイムスタンプ３０１が最小
である旨の通知を出力する。この通知は、ソーティング
網２０４の接続経路を逆にたどり、接続２４０〜２３３
を通して最締的にはバッファ２０６に入力される。バッ
ファ２０６は、この通知か到来したタイムスタンプ３０
１を有するパケットを出力端子１４−より出回線へ出力
する。

バケットバッファ２０６の容量Ｂ、およびタイムスタン
プ３０１の長さ、すなわちタイムスタンプ長Ｗの具体例
を次に示す。これらの値は、ｌパケット長に相当する時
間を単位として表わす。たとえば、スイッチ網１０１に
おけるパケットの最大遅延時間Ｄ　ｍａｘが７パケツト
時間であり、最小遅延時間Ｄ　ｍｉｎが３パケット時間
のとき、バッファ容量Ｂは、最大遅延時間Ｄ　ｍａｘと
最小遅延時間Ｄ　ｍｉｎの差４である。また、タイムス
タンプ長Ｗは、Ｗ＝６Ｂ−２＝２２となる。

この例では、タイムスタンプ長Ｗが２２以上、必要なの
で、タイムスタンプ３０１には２２進表示を採用する。

この場合におけるパケット順序整列器１１−内のパケッ
トのタイムスタンプ３０１のとり得る値の範囲を第５図
に示す。同図において、１つのパケットに着目すれば、
そのタイムスタンプ３０１は２２進の巡回番号０−Ｌの
いずれかをとる。

そこで、その巡回番号０−Ｌのぞれぞれについて、バッ
ファ２０６内のパケットに同時に存在する可能性のある
番号の範囲は、同図に示されるように「Ｊ〜７」〜「Ｉ
〜６」として示されている。

これらのうち、巡回の生ずる可能性があるために拡張ヒ
ツト３００に「１」をセットする場合かある巡回番号は
、同図に黒点で示す番号である。

時刻付与回路１００はタイムスタンプ３０１を発生する
時計回路１４０を有し、その構成例を第４図に示す。時
計回路＋４０はアドレスカウンタ１０を有し、これは、
クロックパルスＣＫＯに応動してメモリ１２の記憶位置
を指定するアドレスを巡回的に生成する。メモリ１２は
１本実施例では巡回番号０〜Ｌを格納するための２２個
の記憶領域を有し、アドレスカウンタ１０から巡回的に
供給されるアドレスに応動してこの番号０−Ｌを順番に
読み出す。この読み出された番号はＡＮＤゲート１４の
一方の入力１６に入力され、ＡＮＤゲート１４はこの番
号を他方の入力１８のクロックＣＫＩに同期して出力２
０に出力する。出力２０に出力される番号がタイムスタ
ンプ３０１である。

タイムスタンプ３０１は、一連のパケットか複数、入り
回線から連続して時刻付与回路１００に到来したときに
１時刻表示の最初単位がそれらの一連のパケットについ
て順次、歩進するような偵か付与されるのが好ましい。

つまり、そのような場合に順次のパケットについてタイ
ムスタンプの値が連続値をとるのが有利である。しかし
、複数のパケットが時間的に間陽をおいて到来した場合
は、当然、不連続な値をとることを妨げるものではない
。したがって、アドレスカウンタ１０を歩進させるクロ
ックＣＫＯの周期は、長くともｌパケット時間長に実質
的に等しく設定される。

第６図にパケット順序整列器１１−の制御回路２０３の
動作アルゴリズムを示す。スイッチ網１０１から入力端
子１３−にパケット入力があると（５００バツフア２０
６内にその容量Ｂに相当する滞在時間以上のパケットが
蓄積されるまで、制御回路２０３はパケット入力ループ
５００．５０２を繰り返す。滞在時間が値８以上のパケ
ットがあると、最上位桁切換回路２１０〜２１３はその
タイムスタンプ３０１の値ＴＳが８−１≦ＴＳ≦４Ｂ−
２か否かを調べる　（５０４１゜この範囲で°あれば、
タイムスタンプ３０１の値ＴＳが巡回したパケットはな
い。したがって最上位桁切換回路２１０〜２１３は、拡
張ビット３００をすべて「０」に設定する　１５０６１
゜処理５０４で値ＴＳが上述の範囲にないタイムスタン
プ３０１があれば、最上位桁切換回路２１０〜２１３は
、値ＴＳが０≦ＴＳ≦Ｗ／２−１のタイムスタンプ３０
１については拡張ビット３００を「１」に設定し、また
値ＴＳがＷ／２＜ＴＳ≦１１のものは拡張ビット３００
を「０」に設定する　１５０８）。

処理５０６または５０８て拡張ビット３００の設定され
たタイムスタンプ３０１は、勝残り報告機能付ソータ、
すなわちソーティング網２０４および勝残り報告回路２
０５により、拡張ビット３００を含めてタイムスタンプ
３０１の値が最小であるものが選択される　（５１０）
。つまり、このソーティングでは拡張ビット３００をタ
イムスタンプ３０１のさらに上位の桁上げビットとして
全体を１つの値に扱いこの値が最小であるタイムスタン
プ３０１が選択される。

こうして選択されたタイムスタンプ３０１は、ソーティ
ング網２０４から接続線２４０〜２４３を通してパケッ
トバッファ２０６に報告される。パケットバッファ２０
６は、その報告されたタイムスタンプ３０１に対応する
パケットを出力端子Ｉ４−から出回線に送出する　（５
１２）。このような、拡張ピッ３００をも含めたタイム
スタンプ３０１の値に基づくソーティングによれば、巡
回の生起により初期値ヘクノアされた後の値を含むタイ
ムスタンプ３０】を有するパケットについても、それら
のパケットをそれらより先に到来して巡回の発生前のタ
イムスタンプ３０１の値を有するパケットより先に出力
１４−から出力するような事態が回避される。

本実施例では、タイムスタンプと称するパケット入力の
日時または時刻を示す情報をパケットに付加していた。

しかし本発明は、このようなタイムスタンプにかぎらず
、日時に依存しない巡回番号にも効果的に適用される。

（発明の効果） 本発明によれば、番号が巡回するタイムスタンプを入力
パケットに付与してパケットスイッチ網に転送し、スイ
ッチ網の出側で番号の巡回をハードウェアにより識別す
る制御機能が設けられている。これにより、従来、パケ
ットスイッチ網の人出側で行なっていたパケットの順序
整列のための応答が不要となり、入側で連続してパケッ
トを送出することかできる。したがって、転送速度が向
上し、通信網を効率化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパケット順序整列方式をパケット
スイッチ網に適用した実施例を示す構成図 第２図は、第１図に示す実施例におけるパケット順序整
列器の構成例を示す機能ブロック図、第３図は同実施例
において用いられるソーティング用データのフォーマッ
トの例を示す図、第４図は同実施例における時刻付与回
路に含まれる時計回路の構成例を示す機能ブロック図第
５図は時計回路の巡回番号とバッファ内番号の対応を示
す説明図、 第６図は同実施例のパケット順序整列器の動作フローの
例を示すフロー図である。 主　部　の″−の説明 １０　　　　アドレスカウンタ １２、　、　、メモリ １００　、　、時刻付与回路 １０１　　　　パケットスイッチ網 １１０　。 ０３ ０４ ２０５　。 ０６ １０ ００ ３０１゜ ３１ロ パケット順序整列器 、制御回路 ソーティング網 勝残り報告回路 、パケットバッファ 、最上位桁切換回路 拡張ビット タイムスタンプ ソーティング用データ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入り回線から入力されるパケットを出回線へ出力す
   るパケットスイッチ網と、 該パケットスイッチ網と入り回線との間に接続され、所
   定の数値まで巡回する番号をクロックパルスに応動して
   生成する時計手段を有し、該番号を含むタイムスタンプ
   を入力パケットに付与して前記パケットスイッチ網に出
   力する時刻付与手段と、 前記パケットスイッチ網と出回線との間に接続され、該
   パケットスイッチ網から出力されるパケットを蓄積し、
   前記タイムスタンプに含まれる番号の順番で該パケット
   を出回線へ転送するパケット順序整列手段とを有するこ
   とを特徴とするパケット順序整列方式。 ２、請求項１に記載の方式において、前記パケット順序
   整列手段は、 複数組の入出力を有し、複数のタイムスタンプを受ける
   と、該複数のタイムスタンプのうち前記番号が最小の値
   をとるものに対応する出力へその旨を通知するソーティ
   ング手段と、 パケットを所定の個数Ｂまで記憶する容量を有し、前記
   スイッチ網から入力されるパケットを蓄積するバッファ
   手段とを有し、 該バッファ手段は、パケットの入力後、該バッファ手段
   に滞在する時間がパケット転送の時間長のＢ倍以上にな
   ると、全パケットのタイムスタンプを前記ソーティング
   手段に出力し、また該ソーティング手段から通知された
   最小の値のタイムスタンプを有するパケットを出回線へ
   出力し、このタイムスタンプの出力を繰り返し、 前記パケット順序整列手段はさらに、前記タイムスタン
   プに含まれる番号の巡回の有無を示す表示を該タイムス
   タンプに付与し、前記ソーティング手段に該タイムスタ
   ンプの時系列の順序を識別させる制御手段を有すること
   を特徴とするパケット順序整列方式。 ３、請求項１に記載の方式において、前記クロックパル
   スは１パケットの時間長に実質的に等しく設定されてい
   ることを特徴とするパケット順序整列方式。