JPH06503935A - メッセージ交換接続方法 - 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】 メツセージ交換接続方法 本発明はパケット交換回路網におけるメツセージの交換接続方法に関する。パケ ット交換回路網では送信器と受信器との間でメツセージ（情報）は次のようにし て伝送されるのではない、即ち送信器と受信器との間で永続的な接続路が形成さ れ該接続路を介して送信器と受信器との間でメツセージが伝送されるのではない 、そのかわりに当該メツセージはパケ、ソトの形で伝送され、該パケットはアド レスヘッダと可変長の本来のメツセージ部分から成り、これにより当該網を介し て受信器への経路が独立的に捜索される。このため各網ノードにスイッチング素 子が設けられていて、これにより、各パケットのアドレス情報が評価され、当該 パケットは適当な経路に沿って伝送される。

そのようなパケット交換網はパラレルコンピューター接続路−網における通信及 びデータ技術の種々の領域にて特に用いられる。そのようなパケット交換網を用 いては同じ線路容量のもとて従来におけるｌ！！（該網では各送信器と受信器と の間で当該送信器−受信器対向けにリザーブされた線路が構成されねねばならな い）におけるより著しく多くのメンセージが伝送され得る。特に並列（パラレル ）コンピューター接続路（コネクション）−網においては最高のスループットに 従って当該プロセスが行なわれる、それというのは並列（パラレル）コンピュー タシステムの計算能力が当該接続路（コネクション）網のスループットに著しく 依存するからである。その種パケット交換網において送信ユニットが相応のアク ティビティ（作業、活動度）に係わっている際常にブロンキング（これはスルー プットを著しく低下させる）を来たす。それらのブロッキングはスイッチング素 子ごとの出力側の数の増大によりないし当該網の中央制御により回避され得るも ののそれによっては一般に不可避の高いコストが招来されたり又は当該網の中央 制御の制約、必要性を来たすこととなり、このことは好ましくない。

同時に２つ又は複数のパケットが当該の経路を接続するのに同一の出力側を必要 とする場合にはスイッチング素子の出力側はブロッキングされる。１つを除いて それらすべてのパケットは中間記憶されねばならない。このことは当該のスイッ チング素子内で行なわれるか、又は複数のスイッチング素子に分配して行なわれ 得る。

当該の公知文献からはパケット交換網にてメツセージ交換に使用される分散方式 が公知である。それら方式に共通の事項は当該の網にて各受信器アドレスに精確 に１つの出力側が所属することである。並列（パラレル）コンピュータ接続（コ ネクション）網における相応に高い利用容量のもとて個々の出力側で著しいブロ ッキングが惹起され得、その際多数のパケットが中間記憶されねばならない。そ のようなブロッキング、及びこれに伴って起る網スルーブツトの減少により、並 列（パラレル）コンビニ−ターンステムでは著しい出力低下が惹起されるおそれ がある。

本発明の基礎を成す課題とするところは、前述のような欠点を回避し、かつ、そ のような網において比較的高い網スループットを生じさせ得るパケット交換網に てメツセージ交換を行なわせる方法を提供することにある。上記課題は請求の範 囲１の構成要件を備えた方法により解決される。

当該方法の有利な発展形態は引用請求項に示されている。

図１は並列（パラレル）コンピユータ網（ネットワーク）を示し、 図２はスイッチング素子（経路選択回路）を有するトランスピユータから成る、 図１の網の網ノードを示し、 図３は本発明によるインターバル−ルーティング（経路選択）の様子を示す。

次に、有利な実施例を用いて本発明を説明する。

本発明の典型的適用分野は並列（パラレル）コンピュータシステムにおける接続 路（コネクション）網である、それというのはそのようなシステムではシステム 素子（エレメント要素）間の集中的通信が必要とされ、それにより一般的に高い 網負荷が惹起されるからである。当該網負荷が高くなればなるほど、本発明の奏 する作用効果はそれだけ益々著しいものとなる。この理由から次に並列（パラレ ル）コンピユータ網（ネットワーク）の領域における１実施例について説明する 。

パラレル（並列）コンピュータシステムの重要なりラスが所謂トランスピユータ システムにより形成される。当該システムの技術的基礎は、下記の刊行物に記載 されている。

著述者り、Ｍａｙ　ｕｎｄ　Ｐ、Ｔｈｏｍｐｓｏｎ、　”Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒ ｓ　ａｎｄＲｏｕｔｅｒｓ：　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｆｏｒ　Ｃｏｎｃｕｒｒ ｅｎｔ　ｌ１ａｃｈｉｎｅｓ−。

Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｏｃｃａｍ　Ｕｓｅｒ−Ｇ ｒｏｕｐ、ｌ　９９０゜ また、著述者り、　Ｐｏｕｎｔａｉｎ、”Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ； Ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｐｕｔｅｒｓ”　 、ＢＹＴＥ＾ｐｒｉｌ　９０、Ｅｕｒｏｐｅ　ａｎｄ　ｆｏｒｌｄ：　３−１２ 　、Ａｐｒｉｌ１９９０、の文献はパーチャルアドレスで動作する新たなトラン スピユータ世代の包括的説明を行なっている。並列（パラレル）コンピュータシ ステムの領域における当該明細書にて用いられている概念は一般的に周知であり 、引用された論文に記されているものである図１は６つの網ノードＮＮｉ、・・ ・ＮＮ６を有する典型的な接続路（コネクション）網を示す。各接続路（コネク ション）ノードは例えば１つの接続素子（ルータないし経路選択素子）とプロセ ッサ素子（トランスピユータ）とから成る構造形態を有する。各網ノードは図１ に示すように複数の網接続路ＳＬを介して別の網ノードと接続されている。各網 ノードは図２に示すように、プロセッサ素子、例えばトランスピユータを有し、 この素子は左側の、複数のトランスピユータを介して接続素子（ルータ）と接続 されている。そのようなトランスピユータシステムの作動中細々のプロセッサ素 子Ｔは一般に集中的にメツセージを交換しなければならない。一般に、或１つの 網ノードＮＮｉの任意の１つのプロセッサエレメントから他の任意の１つのプロ セッサエレメントＮＮｊヘメッセージが伝送されねばならない。コスト上の理由 からすべてのトランスピユータ素子の直接的なネットワーク化は不可能である。

トランスピユータ素子及びスイッチング素子を用いて、種々の網の型式が、種々 のプロセッサ数及び種々の網トポロジー特性を以て構成され得る。通信トランス ピユータＴ１はメツセージをパケット（可変長）の形態で通信トランスピユータ Ｔ２にメツセージを伝送し、このメツセージはアドレスヘッダと本来のメソセー ジとから成る。このパケットは送信トランスピユータからそれの接続路ＴＬのう ちの１つを介して、当該トランスピユータに接続されたスイッチングユニットに 供給され、このスイッチングユニットは当該メツセーフのさらなる交換スイッチ ング（経路選択素子）伝送を行なう。当該スイッチングユニットによって当該メ ツセージの宛先アドレスが、１つの出力側群（当該宛先アドレスへ当該メソセー ジを伝送するのに適している）に対応例けられる。上記出力側群のうちから上記 スイッチングユニットは空きの出力側を捜索する。

空きの出力側を見出すと、当該メツセージを当該出力側に送出する。当該出力側 群のうち空き状態のものが無い場合、伝送さるべきメツセージが、待機状態で中 間記憶される（当該群内の出力側が空き状態になるまで）。

或１つの宛先アドレスへの出力側群の対応付けが種々の手法で行なわれ得る。有 利な１つの手法は公知のインターバルルーチンを基礎とする。上記インターバル ルーチンの手法は下記の刊行物に記載されている。

著述者Ｊ、　ｖａｎ　Ｌｅｅｕｗｅｎ、　Ｒ，Ｂ、　Ｔａｎ：　”Ｉｎｔｅｒｖ ａｌ　−Ｒｏｕｔｉｎｇ”　、Ｔｈｅ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｊｏｕｒｎａｌ、　 Ｖｏｌ、３　Ｑ　、　Ｎｏ。

４．１．９８７．ｐｐ、２９８−３０７゜この手法の場合、アドレス空間全体、 即ち、すべての宛先アドレスの集合が、図３に示すように１つのアドレスインタ ーバルＡＩに写像される。このアドレスインターバルは複数の部分インターバル Ａｌｌ・・・Ａｌ１に分けられている。各宛先アドレスには１つのアドレスイン ターバルが対応づけられている。公知のインターバルルーティング（経路選択） の場合、各アドレス部分インターバルＡｌｎに一義的に１つの出力側が対応付け られている。本発明によればその代わりに、各アドレス部分インターバルＡＴｎ に出力側の１つのインターバルが対応付けられる。

１つのパケットの宛先アドレスがアドレス部分インターバルルーチンに入ると、 当該群内で１つの空きの出力側が捜索される。そのような空き出力側が存在する 場合パケットは当該空き出力側を介して伝送される。そうでない場合はパケット は中間記憶され、待機状態列内に組込まれ得る。空き状態に対する捜索は次のよ うに経過進行させ得る（添付したモジュロ２プログラム参照）： 網接続路の群に配属された（対応付けられた）局所的ポインタ（ｎｅｘｔ　ｏｕ ｔ）は当該捜索過程前に次のような出力側の後続のもの、即ち、当該出力側を介 して当該群のパケットが最後に導かれた出力側の後続のものを指し示す。当該ポ インタは当該位置から順次群のすべての出力側に亙って動作する（空きの出力側 が見出されるまで）。このことは例えば、出力側における相応の信号（フラグ） を介して指示され得る。空き出力側が見出されると、当該パケットは上記の空き 出力側を介して伝送され、ポインタは後続位置にとどめられる。さもなければ、 パケットは捜査過程前にポインタが措し示していた出力側の待機列中に組込まれ て、ポインタは当該群の後続出力側にセットされる。

インターバルルーティング（経路選択）の手法のほかに、いずれの決定的なルー ティング手法をも一般化し得る。−義的網接続路（コネクション）の代わりに本 発明により、各宛先アドレスには網接続路の一群が結合される。そのようにして 、宛先アドレスへのメツセージの伝送のため最適の網接続路が利用されるのみな らず、別の（おそらく）はぼ最適の網接続路（ネットワークコネクション）も利 用される。そのようにして、網接続路のブロッキングが著しく低減される。本発 明の動作原理は上述のような技術思想に立脚する。

シミュレーション結果の示すところによれば、高い調和用容量のもとて２進−３ 次（Ｃｕｂｅ）−網のスループットを本発明により２０％より大に高め得る。

本願明細書中に言及した添付モジュロ２プログラム添付書類１・ Ｅｎｔｌｔｆ：（”ｒｏｏｔＯＪｓＣｔ”ＩＭＡＸ−＄ｗ＋ｔｃｈｐｏｒｔｓ− コ２：（”ｎｕｗｒａｒｏｆＣ１０４１ｉｎｋｓ”１Ｃ１０４−０ＢＪＥＣＴ　 （εｎｔＪｔｙｌｏｕｔ　１ｎｄ＠ｘ　ＯＦ　ＬＭ　０ｕｔＱＯＩｎ９１ｉｎｋ 　ｔｏ　ｔｒａｎｓｍｉｔ　ｐａｃｋれｅ）（”　１．　Ｏｍｔ＠ｒＩＩ＋ｎ＠ １ｎｔｅｒｖａｌ　＋ｎｃｌｕ＋ｌｊｎｇ　ｄｅｓＨｎａｔｉｏｎ　ａｄｄｒｅ ｓｓ　”）ＥＮＯ：　（’　ＬＯＯＰ　・） （”　ｎｏｗ、　ａｃｔｕａｌ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　１ａｂｅｌｎｒ　ａｅｔａ ｒｌｌｌｎｅｓ　ｌ＋ｎｋ　ｇｒｏｕｐ　ｔｏ　５ｅｎｄ　垂≠モ汲■煤@ｏｎ ｏｌ （’　２．　Ｌｏｏｋ　ｆｏｒ　ａｖａｉｌａｂｌｅ　ｌ＋ｎｋ　ｗ＋ｔｌ＋＋ ｎ　ｔｈ＠　ｇｒｏｕｐ　ｄａｔ＠ｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ｌ≠ａ魔撃獅秩@’１ 讐ＩＴＨＩａｂｅｌ’［ＩａｂｅｌｎｒＪｏｏｌｏｒＱ：　（”　５ｔａｒｔ　 ｗｎｈ　ｎ１ｘｔ目ｎｋ　ｏｆ　ｔＭ　ｇｒｏｕｐ　”ＩＬＯＯＰ　（”　１ｏ ｏｋ　ｆｏｒ　ａｎｙ　１１１′Ｉｋ　ａｖａｉｌａｂｌｓ　”１εＩｉＯ・　 （＠ＬＯＯＰ　・） εＮｏ：　（・−ＩＴ１４１ａｂｅｌ’［Ｉａｂｅｌｎｒ］・）εＪｉｏ　Ｃｌ Ｏ４゜ ＦＩＧ　３ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８・４条の８）平成　５年　６月２４日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．スイッチング素子付きの網において宛先アドレスにメッセージを交換接続（ 経路選択接続）する方法において −各スイッチング素子における各宛先アドレスに当該スイッチング素子の一群の 出力側を対応付け、−当該群内で空き出力側を捜索し、 −当該群内で空きの出力側が存在しないかぎり、当該メッセージは遅延されるよ うにしたことを特徴とするメッセージ交換方法。
2. ２．当該の出力側の群の対応づけを次のように行なう、即ち、各宛先アドレスに すべての宛先アドレスのうちの１つの部分集合を対応付け、上記部分集合の各々 に１つの出力群を対応付けるようにした請求項１記載の方法。
3. ３．すべての宛先アドレスの集合に１つのアドレスインターバルを対応付け該ア ドレスインターバルを複数アドレス部分インターバルに分け −すべての出力側群に１つの出力側インターバルを対応付け該出力側インターバ ルを複数の出力側部分インターバルに分け −各アドレス部分インターバルに１つの出力側部分インターバルを対応付けるよ うにした請求項２記載の方法。