JPH06197128A - パケット交換方式 - Google Patents

パケット交換方式

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JPH06197128A
JPH06197128A JP34502092A JP34502092A JPH06197128A JP H06197128 A JPH06197128 A JP H06197128A JP 34502092 A JP34502092 A JP 34502092A JP 34502092 A JP34502092 A JP 34502092A JP H06197128 A JPH06197128 A JP H06197128A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パケットスイッチにおいて、所要バッファ量
が小さく、バッファへのアクセス速度が低く、しかもマ
ルチキャストのようなトラヒックに対して簡単に処理で
き、任意のトラヒックに対しても高スループットが得ら
れるようなパケット交換方式を提供する。 【構成】 入力バッファ制御ユニット１０３は独立に各
入力ポートから入力されたパケットをＲＩＲＯ入力バッ
ファ１０１の空き場所に蓄積する。入力バッファ制御ユ
ニットは、次のタイムスロットにどのパケットを出力す
べきかを出力バッファ制御ユニット１０９から転送して
きた出力バッファの空き状態を表すテーブル１０６に基
づき決める。転送できるパケットの中から優先順位によ
り１個選択して出力する。選択されたパケットは時分割
バス１０５を経てパケットの出力アドレス情報に基づき
所望な出力バッファに出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、任意な特性をもつトラ
ヒックを扱うパケット交換方式において、理想的なパフ
ォーマンスに近い特性を得る交換方式の構成に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】いままで提案されているパケット交換方
式をバッファ配置の立場から分類すると、共有バッファ
形（Ｈ．Ｋｕｗａｈａｒａ ｅｔ．ａｌ．：“Ａ Ｓｈ
ａｒｅｄ Ｂｕｆｆｅｒ Ｍｅｍｏｒｙ Ｓｗｉｔｃｈ
ｆｏｒ ａｎ ＡＴＭ Ｅｘｃｈａｎｇｅ”，Ｐｒｏ
ｃ．ＩＣＣ’８９，ｐｐ．１２２−１２５（１９８
４））、出力バッファ形（Ｈ．Ｓｕｚｕｋｉ，ｅｔ．ａ
ｌ．：“Ｏｕｔｐｕｔ−Ｂｕｆｆｅｒ Ｓｗｉｔｃｈ
Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ａｓｙｎｃｈｒｏ
ｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ，”Ｉｎｔ．
Ｊ．Ｄｉｇｉｔａｌａｎｄ Ａｎａｌｏｇ Ｃａｂｌｅ
ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｖｏｌ．２，ｐｐ．２６９−２７
６（１９８９））、クロスポイントバッファ形（Ｙ．Ｋ
ａｔｏ ｅｔ．ａｌ．：“Ａ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｆ ａ Ｈｉｇｈ ＳｐｅｅｄＡＴＭ Ｓｗｉｔｃ
ｈｉｎｇ ＬＳＩＣ”，ＩＣＣ’９０，ｐｐ．３１０．
３．１−３１０．３．５（１９９０））、入力バッファ
形（Ｍ．Ａｋａｔａ ｅｔ．ａｌ．：“Ａ Ｓｃｈｅｄ
ｕｌｉｎｇ Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ
Ｍｅｍｏｒｙ ｆｏｒ ＡＴＭ Ｓｐａｃｅ−Ｄｉｖ
ｉｓｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈ Ｃｏｎｔｒｏｌ”，ＩＳＳ
ＣＣ’９０，ｐｐ．２４４−２４５（１９９１））およ
び入、出力バッファ形交換方式（Ｙｕｋｉｈｉｒｏ Ｄ
ｏｉ ｅｔ．ａｌ．：“Ａ Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ−Ｓｐ
ｅｅｄ ＡＴＭ Ｓｗｉｔｃｈ ｗｉｔｈＩｎｐｕｔ
ａｎｄ Ｏｕｔｐｕｔ Ｂｅｆｆｅｒｓ”，ＩＳＳ’９
２，ｐｐ．２３１−２３５（１９９２））がある。
【０００３】共有バッファ形交換方式においては、所要
バッファ容量が一番少ないが、バッファへのアクセス速
度が高速（入力ポートの速度×入力ポート数×２）であ
り、大容量の高速バッファを実装するのが困難である。
【０００４】出力バッファ形交換方式においては、マル
チキャストのようなトラヒックを処理するのが簡単であ
り、出力バッファへのアクセス速度が共有バッファの約
半分であるが、所要バッファ容量が共有バッファ形方式
より数倍多いので、このような高速の大容量バッファを
実装するのは難しい。
【０００５】クロスポイントバッファ形交換方式におい
ては、バッファへのアクセス速度が一番小さいが、トラ
ヒックの偏りなどのような特性から所要バッファの容量
が膨大になってしまう。
【０００６】入力バッファ形交換方式においては、高ス
ループットを得るのに複雑なスケジューリングを高速的
に行う必要がある。
【０００７】入、出力バッファ形交換方式においては、
やはり高速的にスケジューリングを行う必要があり、特
に、マルチキャストの様なトラヒックに対してスケジュ
ーリングが複雑になり、しかも出力側の出力バッファの
容量も出力バッファ形交換方式と同じく大きい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた各交換方式
は、ランダムのようなトラヒックに対しては、いまの技
術で実装できる。しかし、バースト性の強いトラヒック
に対しては、高スループットを得るには大容量のバッフ
ァが不可欠であるという欠点がある。また、マルチキャ
ストのようなトラヒックをも簡単に処理することが望ま
れている。
【０００９】本発明の目的は、このような従来方式の欠
点を改善して、バッファ量が小さく、スケジューリング
が簡単であり、しかもマルチキャストのようなトラヒッ
クに対して簡単に処理でき、任意のトラヒックに対して
高スループットが得られるようなパケット交換方式を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の入力ポ
ートに対応して設置されている入力バッファと、複数の
出力ポートに対応して設置されている出力バッファを有
し、前記出力ポートに対応する各出力バッファは同時に
Ｎ（Ｎ：入力ポート数）個のパケットを前記複数の入力
バッファから受信できるパケット交換方式において、前
記複数の入力ポートから入力されたパケットを前記複数
の入力ポートに対応して設置されている入力バッファに
入力し、前記入力バッファからパケットを出力すると
き、前記出力バッファの空きスペースがｋ１（１≦ｋ１
≦入力ポート数）パケット分以上であれば、その出力ポ
ートへ行くパケットが出力できるとし、出力できる複数
のパケットの中から一つ選択して出力し、選択されたパ
ケットをそのパケットの出力アドレス情報にもとづき出
力バッファに入力し、前記出力バッファから出力ポート
に出力することを特徴とする。
【００１１】
【実施例】実施例としてｋ１＝Ｎ（Ｎ：入力ポート
数）、ｋ２＝２Ｎの場合、優先クラストラヒックをＣＢ
Ｒとし、ＲＩＲＯ入力バッファ、ＦＩＦＯ出力バッファ
を有する交換方式を説明する。
【００１２】図１にＮ×Ｎのパケットスイッチの全体構
成例を示し、図２，図３にそれぞれＲＩＲＯ入力バッフ
ァ１０１−１，…，１０１−Ｎを制御するユニット１０
３−１，…，１０３−Ｎ、ＦＩＦＯ出力バッファ１０７
−１，…，１０７−Ｎの構成例を表している。
【００１３】出力バッファ１０７−１，…，１０７−Ｎ
は、図３に示すようにＣＢＲ専用，ＶＢＲ専用のＦＩＦ
Ｏバッファ３０１，３０２により構成される。第ｉ番目
のＣＢＲ専用，ＶＢＲ専用の出力バッファの空きスペー
スをそれぞれＸ＿ＣＢＲ（ｉ）、Ｘ＿ＶＢＲ（ｉ）（ｉ
＝１，２，・・・，Ｎ）とし、Ｔｄ＿Ｃ＿Ｍ（ｉ）はｉ
番目の出力バッファがＣＢＲのマルチキャストパケット
を受け入れるかどうかの状態を表す変数とし、Ｔｄ＿Ｃ
（ｉ）はｉ番目出力バッファがＣＢＲを、Ｔｄ＿Ｖ＿Ｍ
（ｉ）はＶＢＲのマルチキャストパケットを、Ｔｄ＿Ｖ
（ｉ）はＶＢＲパケットを受け入れるかどうかの状態を
表す変数とすると、出力バッファ制御ユニット１０９−
１，…，１０９−Ｎは以下の規則に従い出力バッファの
空き状態を表すＴｄ＿Ｃ＿Ｍ（ｉ），Ｔｄ＿Ｃ（ｉ），
Ｔｄ＿Ｖ＿Ｍ（ｉ），Ｔｄ＿Ｖ（ｉ）からなるテーブル
１０６を作り、全ての入力バッファ制御ユニットに同報
する。 ｉｆ （Ｘ＿ＣＢＲ（ｉ）≧Ｎ） Ｔｄ＿Ｃ＿Ｍ（ｉ）＝０ ｉ番目の出力バッファがＣＢ
Ｒのマルチキャストパケットを受け入れる。 ｅｌｓｅ Ｔｄ＿Ｃ＿Ｍ（ｉ）＝１ ｉ番目の出力バッ
ファがＣＢＲのマルチキャストパケットを受け入れな
い。 ｉｆ （Ｘ＿ＣＢＲ（ｉ）≧２Ｎ） Ｔｄ＿Ｃ（ｉ）＝０ ｉ番目の出力バッファがＣＢＲパ
ケットを受け入れる。 ｅｌｓｅ Ｔｄ＿Ｃ（ｉ）＝１ ｉ番目の出力バッファ
がＣＢＲパケットを受け入れない。 ｉｆ （Ｘ＿ＶＢＲ（ｉ）≧Ｎ） Ｔｄ＿Ｖ＿Ｍ（ｉ）＝０ ｉ番目の出力バッファがＶＢ
Ｒのマルチキャストパケットを受け入れる。 ｅｌｓｅ Ｔｄ＿Ｖ＿Ｍ（ｉ）＝１ ｉ番目の出力バッ
ファがＶＢＲのマルチキャストパケットを受け入れな
い。 ｉｆ （Ｘ＿ＶＢＲ（ｉ）≧２Ｎ） Ｔｄ＿Ｖ（ｉ）＝０ ｉ番目の出力バッファがＶＢＲパ
ケットを受け入れる。 ｅｌｓｅ Ｔｄ＿Ｖ（ｉ）＝１ ｉ番目の出力バッファ
がＶＢＲパケットを受け入れない。
【００１４】各入力バッファ制御ユニット１０３−１，
…，１０３−Ｎは、図２に示すように、入力ポートから
入力されたパケットをアイドルアドレスキュー２０１の
先頭にあるアイドルアドレスを書込アドレス２０８とし
て入力バッファに送り、その書込アドレス２０８がさし
ているＲＩＲＯ入力バッファの対応場所にパケットを蓄
積する。その書込アドレスをこのパケットの特性（ＣＢ
Ｒ，ＶＢＲまたはＶＢＲマルチキャスト）と到着パケッ
ト識別信号２０７に従い、対応のアドレス管理キュー２
０２，２０３，２０４，２０５に入力する。ここに、２
０２はＣＢＲパケットのアドレスを管理するキュー、２
０３はＶＢＲマルチキャストパケットのアドレスを管理
するキュー、２０４，２０５はＶＢＲパケットのアドレ
スを管理するキューである。
【００１５】選択回路２０６は、次のタイムスロットに
どのパケットを出力すべきかを出力バッファ制御ユニッ
ト１０９−１，…，１０９−Ｎから転送してきたテーブ
ル１０６に基づき決める。選択回路２０６は、各アドレ
ス管理キューの先頭にあるアドレスが指しているパケッ
トの特性およびこのパケットの出力アドレス情報と、出
力バッファの空き状態を表すテーブル１０６を比較し、
転送できるパケットのアドレスの中から優先順位により
１個選択して読み出しアドレス２０９としてＲＩＲＯ入
力バッファに出力する。出力バッファは１パケット時間
Ｎ（Ｎ：入力ポート数）個のパケットを同時に受信で
き、かつ空きパケット数がＮ以上あるので、各入力ポー
トのパケット読み出し動作は、他の入力ポートの動作と
は独立に行える。優先順位の一例としては、ＣＢＲパケ
ットのアドレスが最優先に、マルチキャストパケットの
アドレスが次優先に、ＶＢＲパケットのアドレスが最後
に選ばれる。
【００１６】次のタイムスロットにおいて、ＲＩＲＯバ
ッファは選ばれたアドレスが指しているパケットを出力
し、選択回路２０６はこのアドレスをアイドルアドレス
キュー２０１に入力する。
【００１７】ＲＩＲＯ入力バッファから入力されたパケ
ットは、このパケットの特性と出力アドレス情報に基づ
き、時分割バス１０５を通して所望の出力バッファに入
力する。出力バッファからパケットを出力するとき、Ｃ
ＢＲパケットを優先的に出力する。
【００１８】以上のように、本実施例によれば、入力バ
ッファ制御ユニット１０３−１，…，１０３−Ｎは独立
に各入力ポートから入力されたパケットをＲＩＲＯ入力
バッファ１０１−１，…，１０１−Ｎの空き場所に蓄積
し、ＣＢＲパケット，ＶＢＲマルチキャストパケットお
よびＶＢＲパケット別にパケットを管理する。ＶＢＲパ
ケットについては、行き先別にパケットを管理する。入
力バッファ制御ユニットは、次のタイムスロットにどの
パケットを出力すべきかを出力バッファ制御ユニット１
０９−１，…，１０９−Ｎから転送してきた出力バッフ
ァの空き状態を表すテーブル１０６にもとづき決める。
転送できるパケットの中から優先順位により１個選択し
て出力する。選択されたパケットは時分割バス１０５を
経て該パケットの出力アドレス状態にもとづき所望な出
力バッファに出力する。出力バッファ１０７−１，…，
１０７−Ｎからパケットを出力するとき、ＣＢＲパケッ
トが優先的に出力される。
【００１９】以上、本発明の実施例を説明したが、各出
力バッファにおいて、１個のバッファでも上記機能を実
現できるし、入力バッファ制御ユニットは複数のＶＢＲ
パケットクラスに対しても、クラス別のアドレス管理キ
ューを設けることと、出力バッファの空き状態を各クラ
スに対応して設定することにより、多彩なサービス品質
を満たすことができる。
【００２０】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれ
ば、出力ポートに小さい容量の出力バッファを設置する
ことにより、どのパケットを選択して出力するかのよう
なスケジューリングを、各入力ポートで独立に低速度に
行うことができ、低速の入力バッファを配置することに
より、大容量の入力バッファを実装しやすくなり、所要
バッファ容量を小さくすることができ、制御を簡単かつ
容易に行うことができ、しかもマルチキャストのような
トラヒックを簡単に処理し、任意のトラヒックに対して
も高スループットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の全体構成を説明するための
ブロック図である。
【図２】入力バッファを制御する入力バッファ制御ユニ
ットの一構成例を説明するためのブロック図である。
【図３】出力バッファの一構成例を説明するためのブロ
ック図である。
【符号の説明】
１０１ ＲＩＲＯ入力バッファ １０３ 入力バッファ制御ユニット １０５ 時分割バス １０６ 出力バッファの空き状態を表すテーブル １０７ ＦＩＦＯ出力バッファ １０９ 出力バッファ制御ユニット ２０１ アイドルアドレスキュー ２０２ ＣＢＲパケットのアドレスを管理するキュー ２０３ ＶＢＲマルチキャストパケットのアドレスを管
理するキュー ２０４，２０５ ＶＢＲパケットのアドレスを管理する
キュー ２０６ 選択回路 ２０７ 到着パケット識別信号 ２０８ ＲＩＲＯ入力バッファへの新しく到着したパケ
ットの書き込みアドレス ２０９ ＲＩＲＯ入力バッファからの読み出しアドレス ３０１ ＣＢＲ専用ＦＩＦＯ出力バッファ ３０２ ＶＢＲ専用ＦＩＦＯ出力バッファ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の入力ポートに対応して設置されてい
    る入力バッファと、複数の出力ポートに対応して設置さ
    れている出力バッファを有し、前記出力ポートに対応す
    る各出力バッファは同時にＮ（Ｎ：入力ポート数）個の
    パケットを前記複数の入力バッファから受信できるパケ
    ット交換方式において、 前記複数の入力ポートから入力されたパケットを前記複
    数の入力ポートに対応して設置されている入力バッファ
    に入力し、前記入力バッファからパケットを出力すると
    き、前記出力バッファの空きスペースがｋ１（１≦ｋ１
    ≦入力ポート数）パケット分以上であれば、その出力ポ
    ートへ行くパケットが出力できるとし、出力できる複数
    のパケットの中から一つ選択して出力し、選択されたパ
    ケットをそのパケットの出力アドレス情報にもとづき出
    力バッファに入力し、前記出力バッファから出力ポート
    に出力することを特徴とするパケット交換方式。
  2. 【請求項２】出力バッファの空きスペースがｋ１パケッ
    ト分以上であれば、マルチキャスト通信パケットを出力
    し、出力バッファの空きスペースがｋ２（ｋ１＜ｋ２）
    パケット分以上であれば、１対１通信パケットを出力す
    ることを特徴とする請求項１記載のパケット交換方式。
  3. 【請求項３】前記出力ポートに優先クラストラヒック専
    用の出力バッファを設置し、優先クラストラヒックのパ
    ケットを優先的に前記専用出力バッファに入力し、出力
    バッファからパケットを出力するとき、優先クラストラ
    ヒックのパケットを優先的に出力することを特徴とする
    請求項１または２記載のパケット交換方式。
JP34502092A 1992-12-25 1992-12-25 パケット交換方式 Expired - Lifetime JP2655464B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34502092A JP2655464B2 (ja) 1992-12-25 1992-12-25 パケット交換方式
US08/173,214 US5412648A (en) 1992-12-25 1993-12-27 Packet switching system for forwarding packets from input buffers using idle/busy status of output buffers
DE69333206T DE69333206T2 (de) 1992-12-25 1993-12-27 Paketvermittlungssystem unter Verwendung des Belegstatus der Ausgangspuffer
EP93120960A EP0603916B1 (en) 1992-12-25 1993-12-27 Packet switching system using idle/busy status of output buffers
CA002112528A CA2112528C (en) 1992-12-25 1993-12-29 Packet switching system for forwarding packets from input buffers using idle/busy status of output buffers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34502092A JP2655464B2 (ja) 1992-12-25 1992-12-25 パケット交換方式

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Publication Number Publication Date
JPH06197128A true JPH06197128A (ja) 1994-07-15
JP2655464B2 JP2655464B2 (ja) 1997-09-17

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ID=18373747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34502092A Expired - Lifetime JP2655464B2 (ja) 1992-12-25 1992-12-25 パケット交換方式

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5412648A (ja)
EP (1) EP0603916B1 (ja)
JP (1) JP2655464B2 (ja)
CA (1) CA2112528C (ja)
DE (1) DE69333206T2 (ja)

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