JPH0779255A - パケット優先制御装置 - Google Patents

パケット優先制御装置

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JPH0779255A
JPH0779255A JP5224115A JP22411593A JPH0779255A JP H0779255 A JPH0779255 A JP H0779255A JP 5224115 A JP5224115 A JP 5224115A JP 22411593 A JP22411593 A JP 22411593A JP H0779255 A JPH0779255 A JP H0779255A
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Masahiko Motoyama
雅彦 本山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】品質クラスの個数が増加しても拡張可能なパケ
ット優先制御装置を提供することを目的とする。 【構成】入力されてきた優先情報が付加された複数のパ
ケットの中から特定の優先情報が付加された第1のパケ
ットとそれ以外の優先情報が付加された第2のパケット
に分離してそれぞれ出力する分離手段と、この分離手段
から出力された第1のパケットを蓄積する蓄積手段と、
外部から入力された第2のパケットと第1のパケットを
定められた割合で多重化する多重化手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パケットを優先的に品
質クラス別に伝送制御するパケット優先制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】パケット伝送方式として例えばATM網
では、データをセル化し、セルを非同期で転送する。リ
ンク上には、セル廃棄が小さく遅延揺らぎの小さな品質
を要求するものや、セル廃棄や、遅延揺らぎなどを問題
にしないものなどさまざまな品質を要求するデータが多
重化されている。多様な品質が多重化されたリンクの帯
域を効率よく利用するために、複数の品質クラスを用意
し、各クラスごとに帯域を管理する方法が用いられる。
【0003】各品質クラス間で優先度に応じてセルを処
理する装置として優先制御装置が知られている。従来
は、図14、図15に示すような優先制御装置を用いた
優先制御方式が用いられている。
【0004】図14は、スイッチの出力部に品質クラス
ごとにバッファa…nを用意し、このバッファa…nか
らの読み出す割合を制御して優先制御を行うものであ
る。この例は、優先制御装置90,91,92がスイッ
チ93の出力部に、品質クラスにしたがって、セルを分
離する分離装置94と、各品質クラスごとにセルを蓄積
するバッファa…nと、各品質クラスのバッファa…n
から品質クラスにしたがって読みだしたセルを多重する
多重装置95とで構成されている。
【0005】分離装置94における各クラスのセルの扱
いは対等であり、分離装置94は、1:(品質クラス
数)の入出力を持つように1つの装置で実現される。ま
た、多重装置95は、(品質クラス数):1の入出力を
持ち、各入力ポートのセル取り出し比率を自由に設定で
きるように1つの装置として実現するものである。
【0006】スイッチで交換されたセルは、図14で示
される優先制御装置に入力される。優先制御装置では、
セルの品質クラスに応じて分離装置94で分離され、該
当するセルバッファに入力される。セルバッファに入力
されたセルは、品質クラスの制御方式に従って読みださ
れ、出力される。
【0007】図15は、品質クラスごとにスイッチ9
8,99を用意し、各スイッチの出力割合制御すること
で優先制御を行うものである。この装置は、スイッチの
入力部に、品質クラスに応じてセルを分離する分離装置
96,97と、各品質クラスごとに設けられたスイッチ
と各スイッチの各出力ポートに設けられた図示しないセ
ルバッファと、品質クラスごとに分けられたバッファか
ら出力されたセルを多重する多重装置と、品質クラスの
読みだし制御を行う制御装置とで構成されている。
【0008】この装置に入力されたセルは、分離装置9
6,97において、品質クラスに従って分離される。分
離されたセルは、品質クラスに応じたスイッチ98,9
9に転送される。スイッチで交換されて多重装置10
0,101へ転送される。多重装置100,101で
は、品質クラスの呼び出し制御方式にしたがって各品質
クラスのセルが出力される。
【0009】これらの例の分離、多重装置では、あらか
じめ品質クラスの個数が定められており、各々の装置を
1つの装置通して設計されているから、品質クラスを増
やす場合には、分離装置、多重装置、制御装置などの設
計を再び行う必要がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上述べてきたよう
に、従来の優先制御装置には、予め品質クラスの個数が
決められており、品質クラスが増加したときには各装置
の再設計を行わなければならず、品質クラスを後から増
加させるのが困難となるという問題があった。
【0011】本発明は、以上のような状況に鑑みて行わ
れたものであり、品質クラスの個数が増加した場合で
も、拡張可能なパケット優先制御装置を提供することを
目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】以上述べてきた様に本発
明においては、入力されてきた優先情報が付加された複
数のパケットの中から特定の優先情報が付加された第1
のパケットとそれ以外の優先情報が付加された第2のパ
ケットに分離してそれぞれ出力する分離手段と、この分
離手段から出力された第1のパケットを蓄積する蓄積手
段と、外部から入力された第2のパケットと第1のパケ
ットを定められた割合で多重化する多重化手段とを備え
たことを特徴とするものである。
【0013】
【作用】特定の優先情報が付加されている第1のパケッ
トとそれ以外の第2のパケットを分離でき、第1のパケ
ットだけを蓄積手段に蓄積でき、この第1のパケットを
優先的に出力できる。また、複数の優先情報付パケット
を各優先情報別に制御する場合は、パケット優先制御装
置を簡単に設計変更を行うことなしに増設できる。
【0014】
【実施例】
(実施例1)図1に本発明の実施例の一つを示す。この
実施例は、スイッチの出力ごとに設けられた優先制御装
置である。この優先制御装置は、標準入力から入力され
たセルをある特定の品質クラスのセルとそれ以外の品質
クラスのセルとに分離する分離装置1と、その特定の品
質クラスのセルを蓄積するセルバッファa,bと、その
品質クラスのセルとそれ以外の拡張入力から入力された
セルを多重する多重化装置2と、それらを制御する制御
装置3とで構成されている。
【0015】図2は、この優先制御装置を接続した例で
ある。この例では、品質クラスは、3クラスである。優
先制御装置は、3つの優先制御ユニット1,2,3で構
成されている。この例では、各ユニットには、それぞ
れ、1つづつの品質クラスが割り当てられている。
【0016】それぞれの優先制御ユニット1,2,3
は、同一の構成であり、同一ユニットを新たに追加する
ことで、品質クラスを増加させることが可能である。こ
こでは、優先制御ユニット1に割り当てられた品質クラ
スを品質クラス1、優先制御ユニット2に割り当てられ
た品質クラスを品質クラス2、優先制御ユニット3に割
り当てられた品質クラスを品質クラス3とする。
【0017】スイッチ4で交換されたセルは、優先制御
装置に入力される。優先制御ユニット1では、セルのヘ
ッダ情報から、入力されたセルが自ユニットに割り当て
られた品質クラスであるかどうかを判断する。自ユニッ
トに割り当てられた品質クラスでなかった場合は、拡張
出力に出力する。
【0018】優先制御装置へ入力されたセルは、最初に
優先制御ユニット1に入力される。優先制御ユニット1
では、入力されたセルが品質クラス1であるかどうかを
判断する。入力されたセルが品質クラス1であった場合
は、優先制御ユニット1のセルバッファaに転送され、
セルバッファaに蓄積される。入力されたセルが品質ク
ラス1でなかった場合は、拡張出力に出力される。
【0019】優先制御ユニット1の拡張出力は、優先制
御ユニット2の標準入力に接続されている。したがっ
て、優先制御ユニット1の拡張出力されたセルは、優先
制御ユニット2に入力される。優先制御ユニット2に入
力されたセルは、優先制御ユニット1と同様に、自ユニ
ットに割り当てられた品質クラスのセルは、自ユニット
のセルバッファに蓄積し、そうでないものは拡張出力に
出力される。
【0020】優先制御ユニット3でも同様の処理が行わ
れる。このようにして、入力されたセルは、各品質クラ
スに対応したセルバッファに蓄積される。
【0021】次に各品質クラスのセルバッファからの読
みだし制御について説明する。まず、各品質クラスを一
定の割合で読み出す方式の場合について説明する。例と
して、品質クラス1、品質クラス2、品質クラス3をr
1 、r2 、r3 の割合で読み出す場合について説明す
る。
【0022】この場合、優先制御ユニット3の多重化装
置の読みだし割合は、拡張入力からのセルの流入はない
ので、1:0である。優先制御ユニット2の多重化装置
の読みだし割合は、r2 :r3 である。優先制御ユニッ
ト1の多重化装置の読みだし割合は、r1 :(r2 +r
3 )である。
【0023】つまり、優先制御ユニット1〜3のそれぞ
れの多重装置の読みだし割合を、それぞれ、r1 :(r
2 +r3 )、r2 :r3 、1:0となるようにすれば、
各品質クラスの読みだし割合は、r1 :r2 :r3 とな
る。
【0024】一般に、品質クラスの数がnのとき、クラ
ス1からクラスnまでの割合がそれぞれ、r1 :r2
…rn のとき、それぞれでのユニットの読みだし割合
は、r1 :(r2 +r3 +…rn )、r2 :(r3 +r
4 +…rn )、…、rn-1 :rn 、1:0とすればよ
い。
【0025】次に、制御装置の読みだし制御について説
明する。優先制御ユニット1の制御装置は、r1 :(r
2 +r3 )の割合で、自ユニットのセルバッファと、自
ユニットに接続されている優先制御ユニットの制御装置
に読みだし許可信号を送る。優先制御ユニット2の制御
装置は、優先制御ユニット1の制御装置から送られた読
みだし許可信号を受け取り、r2 :r3 の割合で優先制
御ユニット2のセルバッファと優先制御ユニット3の制
御装置に読みだし許可信号を送る。優先制御ユニット3
の制御装置は、優先制御ユニット2からの読みだし許可
信号を受け取ると、優先制御ユニット3のセルバッファ
に読みだし許可信号を送る。
【0026】次に、別の品質クラスの読みだし方式を説
明する。この方式は、バッファに蓄積されているセルの
中で、最も高優先のセルを出力する方式である。この場
合、優先制御ユニット1の多重化装置は、バッファにセ
ルが蓄積されている場合は、そのセルを出力する。も
し、優先制御ユニット1の多重化装置のバッファにセル
が蓄積されていなかった場合、優先制御ユニット1は、
優先制御ユニット2に対し出力許可信号を送出する。優
先制御ユニット2のバッファにセルが蓄積されていた場
合、優先制御ユニット2の多重化装置は、そのセルを出
力する。優先制御ユニット2のバッファにセルが蓄積さ
れていなかった場合、優先制御ユニット2は、優先制御
ユニット3に出力許可信号を送出する。優先制御ユニッ
ト3は、優先制御ユニット3のバッファにセルが蓄積さ
れていた場合は、セルを出力する。
【0027】このように、出力許可信号を用いることで
蓄積されているセルの中で最も高優先のセルを出力する
ことが可能となる。以上のように、本発明を用いれば、
優先制御ユニットを追加するだけで品質クラスを必要に
応じて増やすことが可能となる。 (実施例2)図3に第二の実施例を示す。
【0028】この実施例は、ある特定の品質クラスのセ
ルとそれ以外の品質クラスのセルとを分離する分離装置
4,5と、その特定の品質クラスのセルを交換するため
のスイッチ6と、割り当てられた品質クラス以外のセル
と割り当てられた品質クラスのセルを多重化する多重化
装置7,8とで構成されている。
【0029】図4は、この実施例を用いてスイッチ網を
構成した例である。この例では、2クラスの品質クラス
がある場合の例である。また、この例で使用されている
スイッチは、説明のために2入力2出力のスイッチであ
るが、本発明は、複数のスイッチサイズおよび複数の品
質クラスの場合でも適用可能である。
【0030】最初に、この装置のセル入力時の動作につ
いて説明する。この例の優先制御装置は、2つの優先制
御ユニットを接続して構成されている。この優先制御装
置に入力されたセルは、まず、品質クラス1の優先制御
ユニットに入力される。品質クラス1の優先制御ユニッ
トでは、入力されたセルは、分離装置によって品質クラ
スごとに分離される。例えば品質クラス1のセルは、品
質クラス1に対応したスイッチで交換するために分離装
置によってスイッチに送られる。また、品質クラス1で
ないセルは、分離装置によって拡張出力に出力される。
優先制御ユニット1の拡張出力は、優先制御ユニット2
の標準入力に接続されている。拡張出力に出力されたセ
ルは、品質クラス2の標準入力に入力され、品質クラス
2とそれ以外のものとに分離する分離装置に送られる。
この分離装置で、品質クラス2のセルが品質クラス2の
スイッチに送られ、交換される。それ以外のセルは、拡
張出力に出力されるが、この例では、拡張出力に何も接
続されていないので、廃棄されることになる。
【0031】次に出力時の動作について説明する。品質
クラス2のユニットでは、拡張入力からは、セルがこな
いので、多重化装置は、品質クラス2のスイッチから出
力されるセルを出力する。優先制御ユニット2の標準出
力は、優先制御ユニット1の拡張入力に接続されてい
る。したがって、優先制御ユニット2から出力されたセ
ルは、優先制御ユニットの拡張入力に入力される。優先
制御ユニット1の多重化装置へは、優先制御ユニット1
のスイッチから出力されたセルと、拡張入力から入力さ
れた優先制御ユニット2から出力されたセルが入力され
る。これらのセルを、品質クラスの選択方式に従って、
多重化する事で、優先制御を行うことができる。
【0032】図5に分離装置の構成を示す。分離装置
は、セル入力手段9と、セル出力手段11,12と制御
手段10で構成されている。セル入力手段9は、入力さ
れたセルの品質クラスを識別し、それを制御手段10へ
転送する。制御手段は、入力されたセルの品質クラスか
ら、どの出力手段から出力するか決定し、その出力手段
にセルの出力許可信号を与える。セル出力手段は、制御
手段からの指示に従ってセルの出力を行う。
【0033】例えば、この分離装置が品質クラス1のス
イッチに接続されている分離装置の場合であるとした場
合の動作について説明する。品質クラス1のセルが入力
された場合を考える。セル入力手段9により品質クラス
が1であることが制御手段10に通知される。また、セ
ルは、セル入力手段からセル出力手段12へ転送され
る。制御手段は、入力されたセルが、この分離装置に割
り当てられた品質クラスであるので、スイッチ出力に接
続されたセル出力手段12にセルの出力許可信号を転送
する。スイッチ出力に接続されたセル出力手段では、出
力許可信号によってセルを出力する。拡張出力に接続さ
れたセル出力手段11では、セルの出力許可信号がこな
いのでセルを出力しない。品質クラスが1でない場合の
セルが入力された場合は、セルは拡張出力に出力され
る。
【0034】図6に別の分離装置の構成を示す。この分
離装置は、セル分配装置13とセル入力手段14とセル
出力手段15と制御手段16で構成されている。この装
置に入力されたセルは、セル分配手段13によって、複
数にコピーされる。分配されたセルの一方は、そのま
ま、拡張出力へ出力される。セル分配手段13は、セル
をコピーするだけなので、処理時間が短い。
【0035】残りのセルは、セル入力手段14に転送さ
れる。セル入力手段14では、入力されたセルが、自ユ
ニットに割り当てられた品質クラスのセルであるかどう
かが判断される。判断結果は、制御装置16に送られ
る。制御装置では、自ユニットに割り当てられた品質ク
ラスのセルの場合は、セル出力手段にセル出力許可信号
が転送される。セル出力手段は、制御装置からの出力許
可信号を受け取り、出力許可信号が転送された場合にの
み、セル入力手段から転送されたセルを出力する。セル
出力許可信号が転送されなかった場合は、セルは消去さ
れる。次に、多重装置について説明する。多重装置は、
フロー制御の有無、バッファの有無、フロー制御の方式
によって異なる形態になる。
【0036】最初にフロー制御の無い場合の多重装置に
ついて説明する。構成を図7に示す。この多重装置は、
セル入力手段17,18とセルバッファ19,20と制
御装置22と選択回路21とで構成されている。セル入
力手段17,18は、制御装置22にセルが到着したこ
とを通知する。また、必要ならば、セル同期合わせ、ビ
ット同期合わせなどを行う。制御装置22は、セル入力
手段17,18から送られたセル到着信号を受け取り、
セルバッファ19,20への書き込みを行う。この方式
では、フロー制御を行っていないので、セルが到着した
ときにセルバッファ19,20に空き領域が無い場合
は、セルは廃棄される。セルの読みだしは、制御装置2
2の指示に従って行われる。
【0037】フロー制御を行う方法として、Ready
信号とAcknowledge信号を使う2つの方法を
説明する。Ready信号を用いる方式(以後、RDY
方式と呼ぶ)は、多重化装置がスイッチおよび外部入力
に対し、出力の許可を与える方式である。多重化装置
は、各品質クラスの読み出す割合に従ってRDY信号を
送信する。スイッチは、RDY信号を受け取ったときに
セルを出力する。また、多重化装置はRDY信号を受け
取ると、その多重化装置に割り当てられた読みだし割合
に従って、RDY信号をスイッチまたは外部入力に出力
する。
【0038】Acknowledge信号を用いる方式
(以後、ACK方式と呼ぶ)は、多重化装置が受信確認
をスイッチまたは、多重化装置に対し送信する方式であ
る。スイッチは、多重化装置の状態に無関係にセルを送
信する。多重化装置には、その品質クラスに対応するス
イッチからのセルと外部入力からのセルが入力される。
多重化装置は、入力されたセルの中から、あらかじめ割
り当てられた読みだし割合に従って1つのセルを受信す
る。多重化装置は、受信したセルに対し、ACK信号を
送信する。スイッチは、ACK信号を受け取るまで、送
信したセルを保持しておき、ACK信号を受信すると送
信したセルを削除する。
【0039】次に、RDY方式フロー制御を行い、バッ
ファを持つ場合の多重化装置について説明する。構成を
図8に示す。この多重化装置は、セル入力手段23,2
4とセルバッファ25,26と選択回路28と制御装置
23とで構成されている。制御装置23は、セルが入力
されたときにセルバッファ25,26への書き込みを制
御する。また、RDY信号が入力されたときに、品質ク
ラスの読みだし制御方式に従って、該当する品質クラス
のセルバッファ25,26からセルを読みだし、選択回
路28でそれを選択し、出力する。セルバッファ25,
26に空きができた場合、空いたバッファに対するRD
Y信号を出力する。
【0040】次に、RDY方式フロー制御を行い、バッ
ファが無い場合の多重化装置について説明する。構成を
図9に示す。この多重化装置は、選択回路29と制御回
路30で構成される。制御回路30は、RDY入力があ
った場合に、品質クラスの読みだし制御方式に従ってR
DY信号を出力する。スイッチは、RDY出力を受け取
るとセルを出力する。
【0041】次に、ACK方式フロー制御を行い、バッ
ファを持つ場合の多重化装置について説明する。構成を
図10に示す。この多重化装置は、セル入力手段31,
32とセルバッファ34,35と選択回路36と制御装
置33とで構成されている。制御装置33は、セルが入
力されたときにセルバッファ34,35への書き込みを
制御する。バッファに空きがあった場合は、セルバッフ
ァ34,35への書き込みを行う。そして、ACK信号
を出力する。もし、バッファに空きが無かった場合は、
セルは書き込まずに廃棄する。また、セルの出力時は、
品質クラスの読みだし制御方式に従って、該当する品質
クラスのセルバッファ34,35からセルを読み出す。
読みだしたセルに対するACK信号が返された場合は、
セルバッファ34,35から該当するセルを消去する。
【0042】次に、ACK方式フロー制御を行い、バッ
ファが無い場合の多重化装置について説明する。構成を
図11に示す。この多重化装置は、選択回路37と制御
回路38で構成される。同期信号のタイミングによって
選択回路を切り替える。切り替えは、品質クラスの制御
方式に従って行われる。ACK信号が入力されると出力
したセルが接続されているスイッチに対してACK信号
を出力する。
【0043】以上多重化装置の構成について説明した
が、この他にも、標準入力にのみバッファがある多重化
装置、拡張入力にのみバッファがある多重化装置にも適
用できる。
【0044】制御装置は、実施例1で述べたものと同様
の制御を行う。次にこの装置の実装例を示す。従来の装
置を用いた場合の実装を図12に示す。本発明の装置を
用いた場合の実装を図13に示す。
【0045】これらの図は、スイッチが1枚の回路基板
に実装できる場合のバックプレーンの配線を示した模式
図である。従来例の実装では、各品質クラスごとに設け
られたスイッチプレーンを1枚の基板に実装できないの
で、分離/多重装置を実装した多重・分離基板と、スイ
ッチを実装したスイッチ基板とで構成される。この場
合、バックプレーン上の配線は、図に示したように、ス
イッチ基板の枚数に比例して増加する。
【0046】これに対し、図13に示した実施例の装置
では、バックプレーン上の配線は、スイッチ基板の枚数
に関係なく一定である。また、この実施例のように、ス
イッチプレーンを複数持つと、各スイッチプレーンに入
力されるセル数が少なくなるので、セル廃棄率が小さく
なり、遅延時間も小さくなる。実施例によれば、スイッ
チの性能を、スイッチプレーンを拡張することにより、
スイッチの特性を改善することができる。従って、本発
明を用いれば、品質クラスを必要に応じて増やすことが
でき、また、バックプレーン上の配線数を減らすことが
可能となる。
【0047】
【発明の効果】以上詳述してきたように、この発明によ
れば、同一の品質クラスに属するセルを蓄積処理する装
置を品質クラスを追加したい場合にも簡単に必要に応じ
て増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1を示す図。
【図2】 実施例1の構成例を示す図。
【図3】 実施例2を示す図。
【図4】 実施例2の構成例を示す図。
【図5】 分離装置の構成例1を示す図。
【図6】 分離装置の構成例2を示す図。
【図7】 多重装置の構成例(フロー制御無し)を示す
図。
【図8】 多重装置の構成例(RDY方式フロー制御バ
ッファあり)を示す図。
【図9】 多重装置の構成例(RDY方式フロー制御バ
ッファ無し)を示す図。
【図10】 多重装置の構成例(ACK方式フロー制御
バッファあり)を示す図。
【図11】 多重装置の構成例(ACK方式フロー制御
バッファ無し)を示す図。
【図12】 実装例の実装を示す図。
【図13】 実装例の実装を示す図。
【図14】 従来例を示す図。
【図15】 従来例を示す図。
【符号の説明】
1,4,5…分離装置 2,7,8…多重化装置 3,10,22…制御装置 a,b…バッファ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力されてきた優先情報が付加された複数
    のパケットの中から特定の優先情報が付加された第1の
    パケットとそれ以外の優先情報が付加された第2のパケ
    ットに分離してそれぞれ出力する分離手段と、この分離
    手段から出力された前記第1のパケットを蓄積する蓄積
    手段と、外部から入力された前記第2のパケットと前記
    第1のパケットを定められた割合で多重化する多重化手
    段とを備えたことを特徴とするパケット優先制御装置。
  2. 【請求項2】パケット優先制御装置を複数個備えてな
    り、任意の2つのパケット優先制御装置の内、第1のパ
    ケット優先制御装置の分離手段から出力された第2のパ
    ケットが第2のパケット優先制御装置の分離手段に入力
    されるように前記第1及び第2のパケット優先制御装置
    は接続され、前記第2のパケット優先制御装置の多重化
    手段の出力が前記第1のパケット優先制御装置の分離手
    段に入力されるように前記第1及び第2のパケット優先
    制御装置が接続されたことを特徴とする請求項1記載の
    パケット優先制御装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996003824A1 (en) * 1994-07-25 1996-02-08 Curtin University Of Technology Switching protocol providing controlled access to available asynchronous network service
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