JPH1093625A - 選択的データ処理を備えたパケット交換のためのネットワークノードおよびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パケット交換通信ネットワークのネットワー
ク効率を改善しかつ交換ノードの構成を簡略化する。 【解決手段】 パケット交換通信ネットワーク１０は数
多くの交換ノード１６を含む。交換ノードはスイッチ１
８および少なくとも１つのデータプロセッサ２０を含
む。ルーティングコード４０により識別される、選択パ
ケット３４が交換ノード１６の１つに到達すると、それ
らはデータプロセッサ２０にわたされる５８。データプ
ロセッサ２０はパケット放送７４またはエラー訂正６０
のようなネットワーク処理機能を行なうよう構成され
る。これらの機能を行なう上で、選択パケット３４によ
って伝達されるユーザデータ３８が処理されて処理パケ
ットを発生する。処理パケットはスイッチ１８に再び導
入されかつそれらのデスティネイションへと導かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は一般的にはパケッ
ト交換データ通信ネットワークに関する。より詳細に
は、この発明はパケットによって伝達されるデータに対
しデータ処理機能を選択的に行うネットワークのパケッ
ト交換ノードに関する。

【０００２】

【従来の技術】通信ネットワークはユーザ情報をソース
ノード（ｓｏｕｒｃｅ ｎｏｄｅｓ）からデスティネイ
ションノード（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ ｎｏｄｅｓ）
へと輸送するために使用される資源の集まりを含む。前
記資源は交換ノード（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｎｏｄｅ
ｓ）および通信リンクを含む。パケット交換ネットワー
クにおいては、ユーザ情報はパケット化されたデジタル
データの形式をとる。ユーザ情報は離散的な個々のパケ
ットによって伝達され、かつ各々の個々のパケットはユ
ーザ情報の少なくとも一部と共にそれ自身のデスティネ
イションアドレスを伝達する。交換ノードは該デスティ
ネイションアドレスを評価してどのようにして適切にパ
ケットを導くかを決定する。

【０００３】通信ネットワークを運用するサービス提供
者ならびにそれらのユーザは改善されたネットワーク効
率から利益を受ける。サービス提供者は改善された効率
を要求し、それは彼らがある与えられたネットワーク資
源の集積を使用してより多くの量のユーザ情報を輸送す
ることによってより大きな収入を得ることができるから
である。ユーザはネットワーク資源を提供するコストが
より多くの数のユーザ情報転送に及ぼすことができ単一
のアイテムのユーザ情報を輸送するコストを低下させる
ことができるため改善された効率を希望する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】残念なことに、伝統的
なパケット交換および他のネットワークは比較的効率の
悪い方法で運用されている。効率の悪さは特に冗長なあ
るいはほぼ冗長なユーザ情報を輸送するために通信リン
クを消費することに関して厄介なものである。冗長なあ
るいはほぼ冗長なユーザ情報を輸送するために使用され
るリンクの帯域幅の部分はより独立したユーザ情報を輸
送するために使用することができず、かつこれが結果と
してネットワーク資源の効率の悪い使用になる。

【０００５】冗長なまたはほぼ冗長なユーザ情報を輸送
することは、少なくとも部分的に、伝統的なネットワー
クがユーザの責務としてユーザ情報の処理を観察する傾
向から生じる。例えば、単一のソースノードがあるユー
ザ情報を数多くのデスティネイションノードに放送する
ことを希望した場合、該ソースノードは各々のデスティ
ネイションノードのために必要なパケットを複製しかつ
別個に送信する責務を有する。多くのネットワーク通信
リンクおよび交換ノードは反復的に単に異なるデスティ
ネイションに向けられた実質的に同じデータを処理する
ことになる。

【０００６】同様に、ユーザ情報のエラー検出および訂
正は伝統的にはユーザによってエンド対エンド間のベー
スで（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ ｂａｓｉｓ）行われてい
る。ソースノードはユーザデータをあるエラーが検出さ
れかつ多分訂正できるように符号化する。デスティネイ
ションノードは該符号化されたデータをエラーをチェッ
クするためにデコードする。典型的なデータ通信プロト
コルにおいては、エラーが訂正できない場合、デスティ
ネイションノードはメッセージをソースノードに戻して
ユーザデータの少なくともある部分の反復を要求する。
第１の場所においてエラーにつながる状態は依然として
反復送信の間も存在し、デスティネイションノードがユ
ーザデータの再構成されたエラーのないバージョンを生
成できる前にユーザデータが何回か送信されるという大
きな可能性が存在する。

【０００７】伝統的な通信ネットワーク資源が悪い効率
で使用されている数多くの例の内の２つのみが与えられ
た。

【０００８】ネットワーク資源の効率の悪い使用に関連
する問題は広い範囲の通信ネットワークを苦しめるが、
それらはＲＦ通信リンクに依存するネットワークにおい
てより重大な結果を有する。そのようなリンクは、例え
ば、地上ステーションと衛星との間、一対の衛星の間、
あるいは一対の地上ステーションの間のトランク通信で
ある。ＲＦ通信リンクは電磁スペクトルの割り当てられ
た部分を使用するよう制約され、かつこの割り当てられ
た部分が効率的に管理されるべき乏しい資源である。さ
らに、ＲＦ通信リンクの効率的な使用は通信トラフィッ
クのスループットを増大するためにリンクのマージンを
低減することを要求する。リンクのマージンと通信トラ
フイックのスループットとの間に望ましいバランスが発
見されたとき、ノイズが時折データに対しエラーを生じ
させる。これらのデータエラーはエンド対エンド間のエ
ラー検出および訂正機構によって通信リンクを冗長的に
かつ悪い効率で使用することにつながる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、データおよびルーティングコードを伝達するパケ
ットを交換し一方選択的に前記パケットの内の選択され
たものによって伝達される前記データに対して少なくと
も１つの非交換ネットワーク処理機能を行なうネットワ
ークパケット交換ノード（１６）において、複数の入力
ポートおよび複数の出力ポートを有するスイッチング構
造（３０）、前記スイッチング構造の出力ポートの１つ
に結合された入力を有しかつ前記スイッチング構造の入
力ポートの１つに結合された出力を有するデータプロセ
ッサ（２０）、そして前記スイッチング構造に結合され
前記ルーティングコードを評価しかつ、前記ルーティン
グコードが前記少なくとも１つのネットワーク処理機能
の達成を指令している場合に、前記スイッチング構造に
前記少なくとも１つのネットワーク処理機能の達成を指
令する前記ルーティングコードを伝達する前記選択され
たパケットを前記データプロセッサに導かせるコントロ
ーラ（３２）を設ける。

【００１０】本発明の別の態様では、データおよびルー
ティングコードを伝達するパケットを交換し一方選択的
に前記パケットの内の選択されたものによって伝達され
る前記データに対して少なくとも１つの非交換ネットワ
ーク処理機能を行なうためにネットワークパケット交換
ノード（１６）を動作させる方法において、データプロ
セッサ（２０）をスイッチに結合し前記データプロセッ
サの入力が前記スイッチの複数の出力ポートの内の１つ
からパケットを受信しかつ前記データプロセッサの出力
がパケットを前記スイッチの複数の入力ポートの内の１
つに伝送するようにさせる段階、前記パケットの前記ル
ーティングコードを評価する段階、そして前記ルーティ
ングコードが前記少なくとも１つのネットワーク処理機
能の達成を指令している場合に、前記少なくとも１つの
ネットワーク処理機能の達成を指令する前記ルーティン
グコードを伝達する前記選択されたパケットが前記スイ
ッチから前記データプロセッサに伝達されるよう前記ス
イッチを制御する段階を設ける。

【００１１】本発明のさらに別の態様では、ソースノー
ド、デスティネイションノード、および少なくとも１つ
の中間交換ノードを有し、該中間交換ノードはスイッチ
に結合されネットワーク処理機能を行なうデータプロセ
ッサを有する、パケット交換ネットワーク（１０）にお
ける、データをソースノードからデスティネイションノ
ードへと伝送する方法において、前記ソースノードにお
いて、前記データおよびルーティングコードを含むパケ
ットを形成する段階、前記パケットを前記中間交換ノー
ドに伝送する段階、前記中間交換ノードにおいて前記ル
ーティングコードを評価する段階、そしてもし前記評価
する段階が前記ネットワーク処理機能の達成を指令する
命令を検出すれば、前記パケットを前記スイッチを通し
て前記データプロセッサに導き、前記データプロセッサ
において前記ネットワーク処理機能を行なって処理され
たパケットを発生し、かつ該処理されたパケットを前記
データプロセッサから前記スイッチを通り前記デスティ
ネイションノードに向かって導く段階を設ける。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のより完全な理解は添付の
図面と共に詳細な説明および特許請求の範囲を参照する
とによって得ることができ、図面においては同じ項目を
示すのに各図面にわたり同じ参照数字が使用されてい
る。

【００１３】図１は、パケット交換通信ネットワーク１
０の配置図を示す。ネットワーク１０は図１ではソース
ノード１２およびデスティネイションノード１４として
示される、任意の数のユーザノード、および任意の数の
中間交換ノード（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｓｗｉｔ
ｃｈｉｎｇ ｎｏｄｅｓ）１６を含む。ユーザノードが
排他的にソースノード１２またはデスティネイションノ
ード１４として行動することは要求されない。ソースお
よびデスティネイションノードの表示は以下に説明する
例示的なシナリオを説明するために与えられている。

【００１４】一般に、ソースノード１２はユーザ情報を
発生する。該ユーザ情報はデジタル化されかつパケット
化され、次に１つまたはそれ以上の意図するデスティネ
イションノード１４に輸送されるべくネットワーク１０
に与えられる。パケット化されたユーザ情報、またはパ
ケット、は意図するデスティネイションノード（単数ま
たは複数）１４のネットワークアドレスを含む。スイッ
チングノード１６はこのネットワークアドレスを評価し
てパケットを１つまたはそれ以上の意図するデスティネ
イションノード１４に導く。図１に示されるように、パ
ケットのソースノード１２からデスティネイションノー
ド１４に輸送する上で多様な類別のルートに従うことが
できる。ソースノード１２において始めに形成されたパ
ケットは意図するデスティネイションノード１４に到達
する前に任意の数の交換ノード１６を横切ることができ
る。

【００１５】本発明の好ましい実施形態では、ネットワ
ーク１０の少なくともいくつかのスイッチングノードま
たは交換ノード１６はスイッチ１８およびデータプロセ
ッサ２０を含む。各々のスイッチ１８は任意の数の入力
ポート２２および任意の数の出力ポート２４を含む。入
力ポート２２はソースノード１２にかつ他の交換ノード
１６から出力ポート２４に結合する。出力ポート２４は
デスティネイションノード１４および他の交換ノード１
６の入力ポート２２に結合する。図１は、明瞭化のた
め、交換ノードの入力および出力ポート、それぞれ、２
２および２４、への任意のいくつかの接続を示している
にすぎない。当業者はそのような接続はＲＦリンク、光
ファイバリンク、有線ケーブルリンク、その他を使用し
て実施できることを理解するであろう。当業者によく知
られた方法で、各々のスイッチ１８は動的にその入力ポ
ート２２をその出力ポート２４に接続し、それによって
スイッチ１８を通って接続が形成されるようにする。ス
イッチ１８は典型的にはネットワーク１０のためのスイ
ッチングまたはルーティング機能を行う。言い換えれ
ば、スイッチ１８はパケットによって伝達されるユーザ
データを変更することを避けることが望ましい。

【００１６】交換ノード１６の領域内で、データプロセ
ッサ２０はスイッチ１８の出力ポート２４に結合する入
力およびスイッチ１８の入力ポート２２に結合する出力
を有している。データプロセッサ２０は非スイッチング
（ｎｏｎ−ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ネットワーク処理機能
を行い、かつそのネットワーク処理機能はパケットによ
って伝達されるユーザデータに適用される。

【００１７】データプロセッサ２０によって行われる正
確なネットワーク処理機能はシステム要求に依存する。
異なる交換ノード１６は同じまたは異なる機能を行うこ
とができ、かつ任意の１つの交換ノード１６は１つより
多くの機能を行うことができる。交換ノード１６の複雑
さを低減するため、データプロセッサ２０はスイッチ１
８の各々の入力ポート２２または出力ポート２４に専用
のものとはなっていない。むしろ、データプロセッサ２
０によって行われるネットワーク処理機能を要求する選
択されたパケットはデータプロセッサ２０にスイッチン
グまたはルーティングされて要求する処理を受けること
ができる。

【００１８】データプロセッサ２０は、一例として、放
送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）データネットワーク処理機能
を行うよう構成できる。この例では、セットアップ（ｓ
ｅｔｕｐ）メッセージはパケットを放送する前に交換ノ
ード１６に送られる。前記セットアップメッセージは交
換ノード１６がそこにパケットを放送すべき一群のノー
ドを規定する。ソースノード１２は次に特定されたグル
ープのアドレスに向けられたパケットを形成する。種々
の交換ノード１６におけるデータプロセッサは必要に応
じてこれらのグループアドレスされたパケットを複製し
かつ該複製されたパケットをローカルデスティネイショ
ンノード１４およびローカル交換ノード１６にのみ送る
ことが望ましい。ネットワーク１０内で輸送される他の
パケットはこの複製データ処理を受けない。ソースノー
ド１２がパケットを複製しかつ数多くのほぼ冗長なパケ
ットを共通のリンクによって異なるアドレスに送る代わ
りに、各リンクは１つのグループまたはデスティネイシ
ョンノードに向けられた単一のパケットのみを輸送する
ことが望ましい。この放送データネットワーク処理機能
は後により詳細に説明する。

【００１９】データプロセッサ２０は、他の例として、
エラー訂正ネットワーク処理機能を行うよう構成するこ
とができる。この例では、「高品質（ｈｉｇｈ ｑｕａ
ｌｉｔｙ）」パケットはエラー訂正データ処理を受ける
よう選択できる。ネットワーク１０内で輸送される他の
パケットはエラー訂正処理を受けない。データプロセッ
サ２０はたたみ込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ）ま
たは他のエラー検出および／または訂正機構を行いパケ
ットのエラーを検出および訂正し、そしてその後のエラ
ー訂正処理のためにエラー訂正後に該パケットを再符号
化（ｒｅ−ｅｎｃｏｄｅｓ）する。エラー訂正が行われ
る前にパケットがソースノード１２およびデスティネイ
ションノード１４の間の全行程を経験する代わりに、エ
ラー訂正はネットワーク１０にわたり分配されかつ行程
全体の小さな飛び越しの後に行われる。エラーが行程全
体にわたり累積される代わりに、エラーは大きな累積が
生じる前に訂正される。さらに、訂正できないエラーに
よって必要とされた再送信は行程全体にわたり送信する
必要はなくエラーが生じた小さなホップまたは短距離行
程（ｈｏｐ）にわたってのみ送信されればよい。このエ
ラー訂正ネットワーク処理機能は以下により詳細に説明
する。

【００２０】データプロセッサ２０において実施される
他の例示的なネットワーク処理機能は試験および測定機
能を含み、該機能は選択されたパケットをパケットを送
信したノードへと反射し戻す（ｅｃｈｏｓ ｂａｃ
ｋ）。さらに他の例は暗号解読および暗号化機能、ワイ
ヤタップ（ｗｉｒｅｔａｐ）機能、その他を含むことが
できる。

【００２１】図２は、交換ノード１６のブロック図を示
す。図１に関して上に述べたように、交換ノード１６は
スイッチ１８およびデータプロセッサ２０を含む。より
詳細には、図２は交換ノード１６が数多くのデータプロ
セッサを含む実施形態を示している。各データプロセッ
サ２０はスイッチ１８のその専用の出力ポート２４に結
合する入力およびスイッチ１８のその専用の入力ポート
２２に結合する出力を有する。任意の数のデータプロセ
ッサ２０を含めることができる。異なるデータプロセッ
サ２０は同じ機能を行って該機能を行う交換ノードの容
量を増大することができ、あるいはまったく別の機能を
行うこともできる。

【００２２】スイッチ１８の各入力ポート２２はその専
用のルーティングコード抽出器（ｒｏｕｔｉｎｇ ｃｏ
ｄｅ ｅｘｔｒａｃｔｏｒ：ＲＣＥ）２６に結合してい
る。各ルーティングコード抽出器２６はその専用のデー
タバッファ（ＤＢ）２８に結合し、かつ各々のデータバ
ッファ２８はスイッチングファブリックまたはスイッチ
ング構造（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆａｂｒｉｃ）３０の
その専用の入力ポートに結合している。スイッチング構
造３０の出力ポートはスイッチ１８のための出力ポート
として作用する。ルーティングコード抽出器２６からの
出力はコントローラ３２に結合し、かつコントローラ３
２からの制御出力はスイッチング構造３０に結合してい
る。

【００２３】図３は、パケット交換通信ネットワーク１
０によって交換ノード１６（図１および図２を参照）を
通って輸送される例示的なパケット３４のフォーマット
図を示す。パケット３４はヘッダ部３６およびデータ部
３８を含む。ヘッダ部３６はオーバヘッドまたはネット
ワーク関連データを伝達する。データ部３８はユーザデ
ータを伝達する。ネットワーク１０のための目的を形成
するのはこのユーザデータの伝達である。ヘッダ３６は
ルーティングコード４０および他のオーバヘッドデータ
セクション４２に分割される。他のデータセクション４
２はパケットＩＤまたはシリアル番号、ソースノード１
２のアドレス、パケット３４が受け渡されるネットワー
ク１０の１つまたはそれ以上の前のノードのアドレス、
その他を伝達する。

【００２４】ルーティングコード４０はさらにデータ処
理セクション４４およびデスティネイションアドレスセ
クション４６に分割される。デスティネイションアドレ
スセクション４６はデスティネイションノード１４のア
ドレスを伝達する。しかしながら、数多くのデスティネ
イションノード１４に伝達されるべきパケット３４に対
しては、デスティネイションアドレスセクション４６は
単一のデスティネイションノードアドレスではなくパケ
ット３４が放送されるべきグループの識別子（ｉｄｅｎ
ｔｉｔｙ）を伝達する。データ処理セクション４４はス
イッチングノード１６に対し選択的にデータプロセッサ
２０によって提供されるネットワーク処理機能を提供す
べきか否かおよび複数のデータプロセッサ２０が交換ノ
ード１６に含まれている場合にどの機能（単数または複
数）を行うべきかを指示するコードを提供する。従っ
て、ルーティングコード４０のデータ処理セクション４
４はコントローラ３２によってスイッチング構造３０を
通してパケットをどのように導くかを決定する上で使用
される。

【００２５】図２および図３を参照すると、パケット３
４が、データプロセッサ２０によってドライブされる入
力ポート２２を含む、任意の入力ポート２２で受信され
たとき、対応するルーティングコード抽出器２６はパケ
ット３４からルーティングコード４０を抽出する。ルー
ティングコード４０はパケット３４が対応するデータバ
ッファ２８に渡されている間に評価のためにコントロー
ラ３２に渡される。コントローラ３２はパケット交換技
術においてよく知られたプログラム可能な装置である。
コントローラ３２は、以下に説明するプログラムの影響
の下で、スイッチング構造３０を通してパケット３４を
どのように導くかを決定する制御プロセスを行う。スイ
ッチング構造３０はコントローラ３２によって指令され
るパターンでその入力ポートをその出力ポートに接続す
ることができる伝統的なファブリック構造（ｆａｂｒｉ
ｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）である。当業者に知られたク
ロスバー（ｃｒｏｓｓｂａｒ）、バンヤン（ｂａｎｙａ
ｎ）、ノックアウト（ｋｎｏｃｋｏｕｔ）および他のス
イッチング構造はすべてスイッチング構造３０において
使用するのに首尾よく適合する。

【００２６】ルーティングコード４０の評価に従って、
コントローラ３２はスイッチング構造３０に所望の接続
を行わせる。データバッファ２８はパケット３４がスイ
ッチング構造３０の入力ポートに、コントローラ３２が
ルーティングコード４０を評価しかつスイッチング構造
３０に対し所望の接続を行うよう指令した後に、適切な
時間に到達するようパケット３４を同期させる。

【００２７】図４はルーティングコード４４を評価する
ためにコントローラ３２において行われる制御プロセス
４８のフローチャートを示す。プロセス４８は望ましく
は技術的によく知られた方法でプログラミング命令によ
って規定される。

【００２８】プロセス４８はタスク５０を含み、その間
にルーティングコード４０が得られる。便宜的に、図４
はプロセス４８を一度に単一のルーティングコード４０
を評価し、次に他のルーティングコード４０を評価する
よう反復するものとして示している。従って、タスク５
０は次に利用可能なまたは入手可能なルーティングコー
ド４０を得ることができ、かつこの次のルーティングコ
ード４０は評価されるべきスイッチ４８の次の入力ポー
ト２２から供給される。しかしながら、プロセス４８は
あるいは数多くのルーティングコード４０を並列に評価
するよう構成することもできる。

【００２９】タスク５０の後に、問合せタスク５２がデ
ータ処理コマンドが評価されているルーティングコード
４０に存在するか否かを判定する。タスク４２はその決
定を行う上でルーティングコード４０のデータ処理セク
ション４４（図３を参照）を評価する。タスク５２はま
た該ルーティングコード４０が関連する特定の入力ポー
ト２２（図２を参照）およびプロセスまたは処理４８が
行われている交換ノード１６において要求されるネット
ワーク処理機能が提供されるかを評価することもでき
る。

【００３０】もし何らのデータ処理コマンドも存在しな
ければ、もし交換ノード１６において提供されない機能
に対するデータ処理コマンドが検出されれば、あるいは
もしコマンドがパケットに対してちょうど行われた機能
の達成を指令しておれば、ルーティングコード４０が受
信された入力ポート２２によって判定されて、タスク５
４が行われる。タスク５４はルーティングコード４０の
デスティネイションアドレスセクション４６（図３を参
照）を評価する。この評価に応じて、タスク５４はスイ
ッチング構造３０（図２を参照）に対し制御出力を提供
し、該制御出力はスイッチング構造３０がパケット３４
をデータプロセッサ２０から離れてかつパケット３４に
対するデスティネイションに向かって導かれるようにす
る。タスク５４の後に、プログラム制御はタスク５０に
ループバックして次のルーティングコードを評価する。

【００３１】タスク５２が交換ノード１６において行わ
れるネットワーク処理機能の達成を指令するルーティン
グコード４０に遭遇したとき、タスク５６が行われる。
タスク５６はどのデータプロセッサ２０に対しパケット
３４が導かれるべきかを決定する。タスク５６は交換ノ
ード１６において複数のデータプロセッサ２０が利用可
能な場合に単一のデータプロセッサ２０を選択するよう
優先順位付け機構を実施することが望ましい。もし複数
のデータプロセッサ２０が同じ機能を達成すれば、タス
ク５６はどのデータプロセッサ２０が各々の与えられた
瞬間にパケット３４に対しそれらのネットワーク処理機
能を行うために利用可能かを追跡しかつ利用可能なデー
タプロセッサ２０を選択するのが望ましい。さらに、タ
スク５６は望ましくはルーティングコード４０が到来す
る入力ポート２２を監視する。タスク５６はデータプロ
セッサ２０によってちょうど処理されたパケットがその
同じデータプロセッサ２０に導き戻されることを防止す
るためのステップを行うことが望ましい。

【００３２】タスク５６に続き、タスク５８はスイッチ
ング構造３０（図２を参照）に対し制御出力を提供しこ
れはスイッチング構造３０がパケット３４をデータプロ
セッサ２０の選択された１つに導くようにさせる。タス
ク５８の後に、プログラム制御はタスク５０にループバ
ックし次のルーティングコード４０を評価する。したが
って、プロセス４８により、コントローラ３２（図２を
参照）はルーティングコード４０（図３を参照）を評価
しかつパケット３４（図３を参照）をそれらのデスティ
ネイションに向かって前進的に（ｏｎｗａｒｄ）あるい
はパケット３４によって伝達されるデータ３８（図３を
参照）に対してネットワーク処理機能を行なうデータプ
ロセッサ２０へと選択的に導く。

【００３３】図５は、選択されたパケット３４（図３を
参照）におけるエラーを訂正するよう構成されたデータ
プロセッサ２０において行なわれる例示的なエラー訂正
データプロセッサのプロセス６０のフローチャートを示
す。プロセス６０はプログラミング命令によりあるいは
技術的に良く知られた他の方法で規定される。

【００３４】プロセス６０はエラー訂正を必要とする選
択されたパケット３４がデータプロセッサ２０に到達し
たことを判定する問合わせタスク６２を含む。そのよう
な選択されたパケット３４は、図２〜図４を参照して上
に説明した、コントローラのプロセス４８およびスイッ
チ１８の動作によりデータプロセッサ２０に到達する。
プロセス６０はパケット３４が受信されたときにタスク
６２からタスク６４へと進行する。タスク６４は良く知
られたたたみ込みデコード（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａ
ｌ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）、チェックサムまたは合計検査
（ｃｈｅｃｋｓｕｍ）、パリティ、トレリス（Ｔｒｅｌ
ｌｉｓ）、または他の技術を使用してパケットデータ３
８（図３を参照）をデコードする。

【００３５】次に、タスク６６はもし可能であればデコ
ードデータタスク６４に応じて示されたエラー訂正を行
なう。示されてはいないが、もしエラーが訂正するには
大きすぎる場合は、タスク６６はメッセージを形成しか
つ送信してパケット３４が受信されたソースノード１２
（図１を参照）または前の交換ノード１６に対しパケッ
ト３４を再送信するよう要求することができる。タスク
６６がエラーを訂正した後、タスク６８はデータ３８を
符号化し、それによってネットワーク１０におけるその
後のノードが同様のエラー訂正プロセスを行なうことが
できるようにする。次に、タスク７０はタスク６８にお
いて前に符号化されたデータ３８を使用して処理された
パケットを発生しかつ任意選択的に該処理されたパケッ
トの複製をセーブしてそれが必要であれば再送信できる
ようにする。タスク７０の後に、タスク７２は前記処理
されたパケットをスイッチ１８（図１〜図２を参照）の
入力ポート２２に送信する。スイッチ１８は処理された
パケットをそのデスティネイションノード１４（図１を
参照）に導くことになる。

【００３６】タスク７２の後に、プログラム制御はタス
ク６２にループバックしてエラー訂正を必要とする次の
選択されたパケット３４の到達を待つ。図５はプロセス
６０を順次的に単一のパケット３４を処理するものとし
て示しているが、当業者はプロセス６０はまた幾つのパ
ケット３４を並列的に処理するよう構成できることを理
解するであろう。特定の構成にもかかわらず、プロセス
６０は選択されたパケット３４におけるデータエラーを
訂正する。プロセス６０がネットワーク１０にわたる幾
つの異なる交換ノード１６（図１〜図２を参照）におい
て行なわれたとき、結果として高品質の伝送経路が得ら
れる。伝送のためデータ３８に入り込むいずれのエラー
も迅速に訂正されかつ累積することが許容されない。も
し再送信が要求されれば、再送信はネットワーク１０の
短かいスパンにわたり進行することができかつソースノ
ード１２とデスティネイションノード１４との間の行程
全体にわたり進行する必要はない。

【００３７】図６は、選択されたパケット３４（図３を
参照）を放送するよう構成されたデータプロセッサ２０
において行なわれる放送データプロセッサ処理７４のフ
ローチャートを示す。プロセス７４はプログラミング命
令によりあるいは技術的に良く知られた他の方法で規定
される。

【００３８】実際に選択されたパケット３４を放送する
前に、プロセス７４はタスク７６を行なう。タスク７６
は受信グループの定義を入手しかつセーブする。該受信
グループの定義はネットワーク１０の任意のノードから
発信することができかつグループ放送テーブル７８にセ
ーブされる。テーブル７８は当業者に良く知られた方法
でメモリ構造を使用して実施できる。テーブル７８はネ
ットワークノードアドレスを規定または定義されたグル
ープと関連させる。該ネットワークノードアドレスはデ
スティネイションノード１４に対するアドレスとするか
あるいは他のグループのアドレスとすることができる。
他のグループアドレスはネットワーク１０における他の
交換ノード１６を識別する。望ましくは、テーブル７８
に含まれるネットワークノードのアドレスはプロセス７
４を行なっている交換ノード１６に対するローカルアド
レスである。言い換えれば、アドレスはデータ放送を行
なうよう構成されたデータプロセッサ２０を有する他の
交換ノード１６を通ることなくこの交換ノード１６から
到達できる他の交換ノード１６およびデスティネイショ
ンノード１４に対して含まれる。したがって、特定のソ
ースノード１２から発信する特定の組の放送データパケ
ットに対するルーティングを規定するために異なる交換
ノード１６に格納された各々の受信グループの規定また
は定義は他のものと異なっている。各々の規定または定
義は望ましくは該規定または定義を受ける交換ノード１
６に対してローカルな他の交換ノード１６を識別する。

【００３９】前記受信グループの規定または定義が確立
された後、プロセス７４は選択されたデータパケット３
４を放送し始める用意ができている。プロセス７４は放
送される必要がある選択されたパケット３４がデータプ
ロセッサ２０に到達したことを判定する問合わせタスク
８０を含む。そのような選択されたパケット３４は、図
２〜図４に関して上に説明した、コントローラの処理４
８およびスイッチ１８の動作によってデータプロセッサ
２０に到達する。処理７４はパケット３４が受信された
ときにタスク８０を通ってタスク８２に進む。

【００４０】タスク８２は処理されたパケットを発生す
る。該処理されたパケットはデータ３８（図３を参照）
を受信されたパケット３４から処理されたパケットへと
複製しかつ適切なルーティングコード４０（図３を参
照）を処理されたパケットに挿入することによって発生
される。適切なルーティングコード４０はグループ放送
テーブル７８から得ることができる。図６に示される処
理７４の実施形態では、処理されたパケットはテーブル
７４に格納された受信グループ規定における各エントリ
に対して順次発生される。したかって、タスク８２はテ
ーブル７８から次のエントリを順番に得ることによりル
ーティングコード４０を選択することができる。さら
に、タスク８２はネットワーク１０を通って送信される
パケット３４のために必要とされる任意の他の最終的な
パケットのフォーマッティングを行なう。例えば、パケ
ットＩＤが発生される。

【００４１】次に、タスク８４は前記処理されたパケッ
トをスイッチ１８（図１〜図２を参照）の入力ポート２
２に伝送する。スイッチ１８は該処理されたパケットを
上に述べたタスク８２において挿入されたルーティング
コードにしたがって導く。タスク８４の後に、問合わせ
タスク８６は最後の処理されたパケットの放送がテーブ
ル７８の最後のルーティングコードのエントリに向けら
れたか否を判定する。余分のルーティングコードがテー
ブル７８に残っているかぎり、プログラム制御はタスク
８２に戻りその余分のルーティングコードに対して処理
されたパケットを発生する。最後のルーティングコード
に対して処理されたパケットが発生されたとき、プログ
ラム制御はタスク８０にループバックし放送を必要とす
る次の選択されたパケット３４の到達を待機する。

【００４２】当業者は図６に示されたプログラミングの
ループは付加的なタスクを含めることによって抜け出す
（ｂｒｅａｋ ｔｈｒｏｕｇｈ）ことができることを理
解するであろう。例えば、処理７４は図６に示されたも
のと同様の付加的なタスクを含み複数の受信グループ規
定の同時的なサービスを可能にすることができる。いず
れか１つの受信グループ規定に対するプログラミングル
ープは受信グループ規定が取りこわされるまで抜け出す
必要はない。

【００４３】したがって、処理７４は必要に応じて選択
されたパケット３４を複製し該選択されたパケット３４
をネットワーク１０内のローカルノードに放送する。こ
れらのローカルノードの幾つかはデータ放送機能を行な
うよう構成された他のデータプロセッサ２０が配置され
た他の交換ノード１６とすることができる。これらの他
の交換ノード１６はそれらが受信したパケットを該他の
交換ノード１６に対してローカルに位置するさらに他の
ネットワークノードへと放送する。このプロセスによっ
て、ネットワーク１０におけるソースノード１２の近く
に位置する通信リンクはほぼ同じパケットを反復して伝
達する必要はなく、それは該パケットがネットワーク１
０によってできるだけそれらの意図するデスティネイシ
ョン近くで複製されるからである。

【００４４】当業者はネットワーク交換ノード１６は非
常に多様な使用方法で配置できることを理解するであろ
う。例えば、単一の交換ノード１６において同じまたは
異なるデータプロセッサ（２０）により反復的にパケッ
トをルーティングすることによりマルチパス処理を行な
うことができる。例えば、単一の交換ノード１６におい
てエラー訂正および放送の双方を行なうことができる。
さらに、第１ステージの処理を１つの交換ノード１６で
行ない、第２ステージの処理を他の交換ノード１６で行
ない、以下同様に処理を行なうことによって複雑なまた
は複合ネットワーク処理を行なうことができる。ネット
ワークのルーティングはその後の処理ステージが前のス
テージを行なった交換ノード１６において行なわれるよ
う構成することができる。

【００４５】

【発明の効果】要するに、本発明は選択的なデータ処理
を備えたパケット交換のための改善されたネットワーク
ノードおよび対応する方法を提供する。ネットワークパ
ケット交換ノードはパケットによって伝達されるユーザ
データに対し選択的にデータ処理を行なうよう構成され
る。これらのネットワークパケット交換ノードは通信ネ
ットワークにわたり分配される。次にネットワークはも
しソースおよびデスティネイションノードによって行な
われれば冗長なユーザ情報の輸送の増大につながるある
データ処理機能を選択されたパケットに対して行なうた
めネットワーク効率が改善される。さらに、ユーザデー
タに対してデータ処理を選択的に行なうネットワークパ
ケット交換ノードは実質的に増大したスイッチの複雑さ
を必要としない。

【００４６】本発明が好ましい実施形態に関して上で説
明された。しかしながら、当業者は本発明の範囲から離
れることなくこれらの好ましい実施形態に対して変更お
よび修正を成すことができることを認識するであろう。
例えば、ここで示された処理およびタスクは実質的に等
価な結課を達成しながら説明されたものと異なるよう類
別しかつ編成することができる。同様に、データプロセ
ッサを上で特に述べたもの以外の処理機能を行なうよう
構成することにより等価な結果を達成することができ
る。これらおよび他の明白な変更および修正は本発明の
範囲内に入るものと考える。

【図面の簡単な説明】

【図１】パケット交換通信ネットワークの配置図であ
る。

【図２】パケット交換通信ネットワークにおいて使用さ
れる交換ノードを示すブロック図である。

【図３】パケット交換通信ネットワークによって伝送さ
れるパケットを示すフォーマット図である。

【図４】交換ノードの制御部分において行なわれる処理
を示すフローチャートである。

【図５】交換ノードの第１の実施形態のデータ処理部分
において行なわれるエラー訂正データプロセッサの処理
を示すフローチャートである。

【図６】第２の実施形態のデータプロセッサにおいて行
なわれる放送データプロセッサの処理を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１０ パケット交換通信ネットワーク １２ ソースノード １４ デスティネイションノード １６ 中間交換ノード １８ スイッチまたは交換機 ２０ データプロセッサ ２２ 入力ポート ２４ 出力ポート ２６ ルーティングコード抽出器（ＲＣＥ） ２８ データバッファ（ＤＢ） ３０ スイッチング構造 ３２ コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データおよびルーティングコードを伝達
   するパケットを交換し一方選択的に前記パケットの内の
   選択されたものによって伝達される前記データに対して
   少なくとも１つの非交換ネットワーク処理機能を行なう
   ネットワークパケット交換ノード（１６）であって、 複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有するスイ
   ッチング構造（３０）、 前記スイッチング構造の出力ポートの１つに結合された
   入力を有しかつ前記スイッチング構造の入力ポートの１
   つに結合された出力を有するデータプロセッサ（２
   ０）、そして前記スイッチング構造に結合され前記ルー
   ティングコードを評価しかつ、前記ルーティングコード
   が前記少なくとも１つのネットワーク処理機能の達成を
   指令している場合に、前記スイッチング構造に前記少な
   くとも１つのネットワーク処理機能の達成を指令する前
   記ルーティングコードを伝達する前記選択されたパケッ
   トを前記データプロセッサに導かせるコントローラ（３
   ２）、 を具備することを特徴とするネットワークパケット交換
   ノード（１６）。
2. 【請求項２】 データおよびルーティングコードを伝達
   するパケットを交換し一方選択的に前記パケットの内の
   選択されたものによって伝達される前記データに対して
   少なくとも１つの非交換ネットワーク処理機能を行なう
   ためにネットワークパケット交換ノード（１６）を動作
   させる方法であって、 データプロセッサ（２０）をスイッチに結合し前記デー
   タプロセッサの入力が前記スイッチの複数の出力ポート
   の内の１つからパケットを受信しかつ前記データプロセ
   ッサの出力がパケットを前記スイッチの複数の入力ポー
   トの内の１つに伝送するようにさせる段階、 前記パケットの前記ルーティングコードを評価する段
   階、そして前記ルーティングコードが前記少なくとも１
   つのネットワーク処理機能の達成を指令している場合
   に、前記少なくとも１つのネットワーク処理機能の達成
   を指令する前記ルーティングコードを伝達する前記選択
   されたパケットが前記スイッチから前記データプロセッ
   サに伝達されるよう前記スイッチを制御する段階、 を具備することを特徴とするネットワークパケット交換
   ノード（１６）を動作させる方法。
3. 【請求項３】 ソースノード、デスティネイションノー
   ド、および少なくとも１つの中間交換ノードを有し、該
   中間交換ノードはスイッチに結合されネットワーク処理
   機能を行なうデータプロセッサを有する、パケット交換
   ネットワーク（１０）における、データをソースノード
   からデスティネイションノードへと伝送する方法であっ
   て、 前記ソースノードにおいて、前記データおよびルーティ
   ングコードを含むパケットを形成する段階、 前記パケットを前記中間交換ノードに伝送する段階、 前記中間交換ノードにおいて前記ルーティングコードを
   評価する段階、そしてもし前記評価する段階が前記ネッ
   トワーク処理機能の達成を指令する命令を検出すれば、
   前記パケットを前記スイッチを通して前記データプロセ
   ッサに導き、前記データプロセッサにおいて前記ネット
   ワーク処理機能を行なって処理されたパケットを発生
   し、かつ該処理されたパケットを前記データプロセッサ
   から前記スイッチを通り前記デスティネイションノード
   に向かって導く段階、 を具備することを特徴とするパケット交換ネットワーク
   （１０）における、データをソースノードからデスティ
   ネイションノードへと伝送する方法。