JPH11510010A

JPH11510010A - 割付け型及び動的帯域幅管理

Info

Publication number: JPH11510010A
Application number: JP9506880A
Authority: JP
Inventors: エイカルダラ，スティーヴン; エイハウザー，スティーヴン; エイマニング，トマス; ビーマクルア，ロバート; エルコルスマン，マティアス
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1999-08-31
Also published as: AU6502496A; WO1997004564A1; EP0839420A4; EP0839420A1

Abstract

(57)【要約】統合サービスを適応可能に提供するＡＴＭ網交換機及び使用方法が開示される。かかる統合サービスを提供するにあたり、あるコネクションに対する割付け型帯域幅が消費されたならば、又は、コネクションに帯域幅が割付けられる資格がないならば、そのコネクションは付加的に動的帯域幅アービトレーション、又は、割付け型及び動的の双方の組み合わせを用いる。交換機は、入力ポートプロセッサ（１４）、帯域幅アービタ（１２）、及び出力ポートプロセッサ（１６）を含む。セルは、各ポートプロセッサ及び帯域幅アービタの制御の下で入力から出力へ伝送される。コネクションごとにフロー制御が実行される。トラヒックタイプフロー制御を実現するため、独立のキューがトラヒックタイプグループに割付けられる。入力におけるセルに対応付けられた優先度付け情報に基づいて、セルは優先度付けされ、互いに受信された順序と同じ順序で出力から伝送される。

Description

【発明の詳細な説明】割付け型及び動的帯域幅管理関連出願本出願は米国仮出願第６０／００１，４９８号（１９９５年７月１９日出願）への出願日遡及を主張する。発明の分野本発明は一般には通信網の分野に係り、特に、非同期転送モード交換機における帯域幅割付け及び遅延管理に関する。発明の背景非同期転送モード（ＡＴＭ）等の電気通信網は音声、ビデオ、その他のデータを転送するのに用いられる。ＡＴＭ網は、ＡＴＭセル等のデータユニットをルーチングすることにより、データをソースから宛先へ交換機を通して送出する。交換機は入出力（Ｉ／Ｏ）ポートを含み、このＩ／Ｏポートを通してＡＴＭセルが送受信される。セルを送信する適切な出力ポートはセルヘッダに基づいて決定される。交換機等の、ＡＴＭ網によりサポートされる種々のトラヒックタイプ（時にはサービスクラスとも称す）の最適転送を行うための網要素を構成する場合、スループット遅延や所要帯域幅等、多くの要因を考慮しなければならない。それぞれが独自の遅延及び帯域幅を有するトラヒックタイプには、一定ビットレート（ＣＢＲ）サービスクラス、可変ビットレート（ＶＢＲ）サービスクラス、有効ビットレート（ＡＢＲ）サービスクラス、及び、無特定ビットレート（ＵＢＲ）サービスクラスが含まれる。サービスクラス間の主要な差違は遅延にある。遠隔会議等の電気通信網用途は決定論的な遅延限度を要求し、典型的にはＣＢＲサービスクラスに割当てられる。自動金銭出納機等のトランザクション処理用途は、「厳しく限度付けられた」遅延仕様を要求し、許容できる応答時間を供する。かかる用途は典型的には、ＶＢＲサービスクラスに割当てられる。インターネット・トラヒック等のファイル転送用途は、単に「限度付けられた」遅延を要求するのみであり、従って、典型的にはＡＢＲサービスクラスを採用する。ＵＢＲサービスは通常は遅延限度を供しない。帯域幅は、満足できる交換機構成を確立するにあたって考慮されるもう一つの問題である。ビデオ用途は典型的には、予測可能な帯域幅要求を有している。一方、ファイル転送用途は遥かに不規則、すなわち、「バースト的」である。低遅延で、かつ完全な線路利用は非同期ソースをマルチプレクスする場合の相反する目標である。高い利用は、非常に低い遅延を必要とするコネクションによっては使用されていないコネクション共用帯域幅を設けることによって達成される。この共用帯域幅は、即時の動作状態に基づいてコネクションに分配されるため、動的帯域幅として知られている。ＶＢＲ、ＡＢＲ、及びＵＢＲは、高い線路利用を達成するため、動的帯域幅を利用する。このような異なる遅延及び帯域幅要求を有する網トラヒックを適応して処理することができ、従って、低コスト、高効率の統合サービスを提供することができる網交換機が要求される。発明の概要統合サービスは、種々のトラヒックタイプを可能とするものである。トラヒックタイブは、それぞれ遅延限度及び保証帯域幅で特徴付けられ、また、それぞれ割付け型帯域幅、動的帯域幅、又はこれらの結合を受け取る。今回開示する発明は、ＡＴＭ網交換機、及び、高効率であり、従って、低コストな統合サービスを適応可能に提供することが可能な方法である。かかる統合サービスを提供するにあたり、コネクションへの入力レートがその割付け型帯域幅よりも大きい場合には、コネクションは付加的に動的帯域幅を使用する。概略的には、交換機は、少なくとも１つの入力ポートと、少なくとも１つの出力ポートと、各入出力ポートに対応する入出力バッファを含む。セルは入力ポートを通って交換機に入り、入力バッファにバッファされる。次に、セルは、各ポートプロセッサ及び帯域幅アービタ（ＢＡ）の制御の下で入力バッファから出力バッファへ伝送され、更に、適当な出力ポートに伝送される。コネクション及びトラヒックタイプ・アイソレーションの双方を実現するため、バッファはキューに区分され、キューごとにフロー制御が実行される。各キューは複数のバッファを含み、各交換機は複数の入力キュー及び複数の出力キューを含む。交換機に入る際、各セルは、特定の出力キューに属する出力セルバッファへの最終的な伝送のため、特定の入力キューに属する入力セルバッファにロードされる。セルは、それらが通過する入出力ポート対に応じて区分されているので、ＶＣキュー化によりコネクションレベルのフロー制御が可能となる。個々のキューは、トラヒックタイプ・フロー制御を実現するため、トラヒックタイプ・グループに割当てられる。例えば、各キューは、上記した可変ビットレート（ＶＢＲ）サービスクラスや可用ビットレート（ＡＢＲ）サービスクラス等の特定のトラヒックタイプにサービスクラスとも称する）に割当てられる。セルトラヒックの上記したサービスカテゴリーへの区分に加えて、優先度の更なるレベルが各カテゴリーに導入される。これは、１つのカテゴリーに属する異なる用途が遅延に対して異なる感度を有することがあるからである。例えば、バックアップ用途により実行されるファイル転送は、医療用画像ファイルを待っている医師へ転送する場合よりも長い遅延を許容する。フロー制御を、これらのトラヒックサブタイプに基づいて実行することもできる。この場合、各キューは、特定のコネクションに割当てられ、これにより、各サービスカテゴリーに基づくと共に、各コネクションに基づいたフロー制御が実現される。従って、今回開示される網交換機は、かかるコネクションに特定して割付けられた帯域幅（割付け型帯域幅）を用いて入力セルを出力バッファへ転送し、割付け型帯域幅を要求するコネクションにより即時的に割当て解除された帯域幅（動的帯域幅）を用いて入力セルを出バッファに転送し、割付け型帯域幅及び動的帯域幅の双方を用いて入力セルを出力バッファに転送することにより、統合サービスを提供することができる。帯域幅アービトレーション、すなわち、利用可能な受信器の、この受信器の組へセルを伝達することを必要としている送信器へのマッチングは、どの帯域幅が利用可能であるかの判定と共に開始される。交換機着信側プロセッサ（To Swicth Port Processor; ＴＳＰＰ）は、「リンク」として知られる一方向伝送経路からセルを受信し、セルヘッダ情報を分析してセルがどのコネクションに対応付けられているかを識別すると共に、各コネクションに対応するサービスクラス及びサブクラス優先度に応じてセルをバッファする役割を有している。更に、ＴＳＰＰは、対応する交換機本体を用いて、セルをバッファから１又は２以上の交換機発信側ポート出力プロセッサ（From Switc h Port Processor; ＦＳＰＰ）に転送する役割を有している。かかる転送に用いられる帯域幅は、前に特徴付けたように、割付けられてもよく、動的であってもよく、あるいは、その双方であってもよい。割付け型帯域幅を管理するため、ＴＳＰＰは、交換機割付けテーブル（ＳＡＴ）の使用によるタイムスロットフレーム概念を採用する。ＴＳＳＰは、また、異なるリソースを管理するのに２つのデータ構造、すなわち、キュー及びリストを使用する。キューは、バッファを管理するのに用いらる。キューは、ＦＩＦＯとして構成されたポインタを用いたリンクドリストとして操作される１又は２以上のバッファセルからなるグループにより構成される。着信するセルはキューの末尾に追加（エンキュー）される。交換機本体に伝送されるセルはキューの先頭から除去（デキュー）される。セル順序は常に維持される。所与のコネクションに対して、交換機本体に伝達されるセルの順序はセルの到着順序と一致している。ただし、出て行く各セル間の時間間隔はセル間到着時間とは異なることもある。有効ＳＡＴエントリーは、特定の出力ポートへ転送されるべきセルを含むキューのリストが保持された「スケジューリングリスト」へのポインタとなる。スケジューリングリストは、環状リストとして構成された１又は２以上のキュー番号よりなる。キューにより、リストはリンクドリスト構造としてポインタを用いて操作される。キュー番号はリストの末尾に追加され、リストの先頭から除去される。キュー番号は、所与のスケジューリングリストに一度だけ現れ得る。追加及び除去されるのに加えて、キュー番号は、先頭から除去し、除去したキュー番号を末尾に戻すことにより循環される。その結果、特定のリストについてキューのラウンドロビンサービスが行われることになる。割当てタイムスロットが所与の時点で使用できない場合、又は、有効ＳＡＴエントリーにそのコネクションへ送るセルが存在しない場合、ＴＳＰＰはＢＡに、交換機に対応付けられた任意のＴＳＰＰについて、タイムスロットを動的帯域幅セル時間として使用できる旨を知らせる。このようにして、割付け型帯域幅又は動的帯域幅の一方又は双方を要求するサービスクラスに適応することができる。交換機本体を通して受信されたセルは、適当な出力ポートに対応付けられたＦＳＰＰにより受信される。ＴＳＰＰにおけるセルに対応する優先度情報に基づいて、受信されたコネクション上の他のセルに対して各セルが同順序に維持された状態で、セルは優先度付けされ伝送される。図面の簡単な説明本発明は、以下の説明及び添付の図面を参照してより完全に理解されよう。図１は、本発明に係る交換機のブロック図である。図２は、図１の交換機のポイントツーポイント及びポイントツーマルチポイント動作を示すブロック図である。図３は、本発明に係る交換機割付けテーブルを示す。図４は、本発明に係るスケジューリングリスト及び関連するキューを示す。図５は、本発明に係るポイントツーポイント及びポイントツーマルチポイント転送アービトレーション用リンクドリスト構造を示す。図６は、本発明における優先度リストの使用を示す。図７は、本発明における動的帯域幅スレッシヨルド、割付け型帯域幅、及び動的帯域幅の間の関係を示す。図８は、本発明における動的帯域幅利用のための未割付け出力ポートの分布を示す。図９は、本発明において用いられるキューの一例である。図１０は、本発明におけるＦＳＰＰ内の優先及び／又は動的リストへのキューの追加を示す。図１１は、本発明にかかるＦＳＰＰにおける優先及び／又は動的リストを示す。詳細な説明図１を参照するに、本発明の交換機１０は、複数の入力ポート２０，複数の出力ポート２２、及び、入力ポート２０と出力ポート２２との間に結合されたクロスポイントスイッチ等のＮ×Ｎ交換機本体１１とを含んでいる。各入力ポート２０は、交換機着信側ポートプロセッサ（ＴＳＰＰ）ＡＳＩＣ１４を含んでおり、また、各出力ポート２２は、交換機発信側ポートプロセッサ（ＦＳＰＰ）ＡＳＩＣ１６を含んでいる。図示する如く、マルチポイント・トポロジーコントローラ（ＭＴＣ）ＡＳＩＣ１８は、各ＴＳＰＰ１４と帯域幅アービタ（ＢＡ）ＡＳＩＣ１２との間、及び帯域幅アービタ１２と各ＦＳＰＰ１６との間に結合されている。交換機本体１１は、データセル転送を行うデータクロスバー１３、及び、制御信号伝送を行う帯域幅アービタ１２及びＭＴＣ１８を含んでいる。帯域幅アービタ（ＢＡ）ＡＳＩＣ１２は、特に、一時的割付け型帯域幅の動的スケジューリング（以下に更に説明する）を含む、ＴＳＰＰ１４から１又は２以上のＦＳＰＰ１６へのデータクロスバー１３経由のデータセル伝送（すなわち、交換機ポートスケジューリング）を制御する。各ＦＳＰＰ１６は、データクロスバー１３からセルを受信し、これらセルの網リンク３０への伝送をスケジュールする（すなわち、リンクスケジューリングを行う）。入力ポート２０及び出力ポート２２の各々は、それぞれ、複数の入力バッファ２６及び出力バッファ２８を含んでいる（図２）。バッファ２６、２８は、複数の入力キュー３２ａ〜ｍ（入力キュー３２と総称する）及び複数の出力キュー３４ａ〜ｍ（出力キューと総称する）に構造化されている。より詳細には、図示する如く、各入力ポート２０は、複数の入力キュー３２を含み、各出力ポート２２は複数の出力キュー３４を含んでいる。入力キュー３２は入力ポート２０の制御ＲＡＭ４１及びポインタＲＡＭ５０に格納され、出力キュー３４は出力ポート２２のＣＲ１ＲＡＭ６１及びＣＲ２ＲＡＭ６３に格納されている。セルのバッファリングは実際にはセルバッファＲＡＭ１７で行われ、キュー３２はこのバッファＲＡＭ１７へのポインタを有することになる。交換機１０を通過する場合、データセル２４は入力ポート２０を介して交換機に入り、各ＴＳＰＰ１４において入力キュー３２に加えられる。次に、セルは入力キュー３２からデータクロスバー１３を経由して１又は２以上の出力キュー３４に送られる。制御信号がＴＳＰＰ１４から各ＭＴＣ１８及び帯域幅アービタ１２を経由して１又は２以上のＦＳＰＰ１６へ送られる。特に、ポイントツーポイントコネクション４０の場合には、データ信号及び制御信号は、入力キュー３２から特定の１つの出力キュー３４に送られる。一方、ポイントツーマルチポイントコネクション４２の場合には、データ信号及び制御信号は、入力キュー３２から出力キュー３４の選択された組へ送られる。データセル２４は、出力キュー３４から交換機１０の外部、例えば他の交換機２１へ網３０を経由して送られる。帯域幅アービタ１２は、それぞれＮ×Ｎスイッチであるプローブクロスバー、ＸＯＦＦクロスバー、及びＸＯＮクロスバーを含むクロスバーコントローラ１５を備えている。転送要求メッセージ、すなわち、プローブ制御信号はプローブクロスバーを通って流れ、行き先の出力キュー、すなわちキュー３４においてセルをキューに加えるのに十分なスペースが利用可能か否かを問い合わせるのに使用される。要求メッセージは、ＴＳＰＰ１４から１又は２以上のＦＳＰＰ１６に向かう方向（すなわち、データと同方向）に送られるため、「前向き」制御信号とみなされる。２ビット制御信号は、ＸＯＦＦクロスバーを経由して逆方向（１又は２以上のＦＳＰＰからＴＳＰＰに向かう方向）に流れ、行き先の出力キューすなわちキュー３４が現在データセルを受け入れることができるか否か、従って、転送中のＴＳＰＰがデータクロスバー１３を介してセルを送出することができるか否かを示すことにより要求メッセージ問合せに応答する。ＸＯＦＦ制御信号が、問合せのあった出力キュー３４は現在データを受け取ることができないことを示す場合、ＸＯＮクロスバーを通って流れる別の逆向き制御信号が、宛先出力キュー３４においてスペースが利用可能になったことを転送中のＴＳＰＰに通知する。各出力ポート２２は、４つのメモリ、すなわち、制御ＲＡＭ１（ＣＲ１ＲＡＭ）６１、制御ＲＡＭ２（ＣＲ２ＲＡＭ）６３、セルバッファＲＡＭ１９、及び、量子フロー制御ＲＡＭ（ＱＦＣＲＡＭ）６７を収容している。セルバッファＲＡＭ１９では、セルが伝送を待つ間に実際にバッファされる。ＣＲ１ＲＡＭ６１及びＣＲ２ＲＡＭ６３は出力キュー３４を収容している。各出力キュー３４は、セルバッファＲＡＭ１９内のセルへのポインタを収容している。ＣＲ１ＲＡＭ６１は、スケジューリングリストを実装するのに必要な情報を収容している。このスケジューリングリストは、ＦＳＰＰ１６がサポートする各リンク３０に対応付けられた出力キュー３４によるリンクアクセスをスケジュールするのに用いられる。ＱＦＣＲＡＭ６７は、網リンク３０を経由して別の交換機２９へ転送される更新情報を格納する。更新セルはＴＳＰＰ１４により付与される更新情報に応じて生成され、特定のＴＳＰＰ１４が現在データセルを受け入れ可能か否かを明示する。コネクション及びトラヒックタイプ・アイソレーションの双方を提供するため、バッファ２６、２８が、それぞれ、キュー３２、３４に構造化され、フロー制御は各キューごとに実行される。各キューは複数のバッファを含み、各交換機は複数の入力キュー３２及び複数の出力キュー３４を含む。交換機に入ると、各セル２４は、最終的に特定の出力キューに送られるために特定の入力キュー３２にロードされる。入力セルを受信（入力）ポート及び宛先（出力）ポートに応じてキューに構造化することにより、コネクションレベルのフロー制御が可能となる。例えば、キュー３２ａ、３４ａを特定のコネクションに割当てることができる。更に、ネスト化キューを用いてサブクラスごとのフロー制御を行ってもよい。再び図１を参照して本発明について更に詳細に説明する。好ましいアーキテクチャにおいて、各入力ポートは、ＴＳＰＰ１４を含み、各出力ポートはＦＳＰＰ１６を含む。ＴＳＰＰ及びＦＳＰＰはそれぞれ、キュー３２、３４に構造化されたバッファＲＡＭを含んでいる。コネクション４０内の全てのセルは、コネクションを確保するため、各ポートにおいて単一のキュー、すなわち、ＴＳＰＰの１つのキュー及びＦＳＰＰの１つのキューを通過する。キューはセル順序を保存する。かかる構成により、コネクションごとにサービスク品質（ＱｏＳ）が保証される。マルチポイントツーマルチポイントの場合、２又は３以上のキューが複数のソースをサービスするために確立される。セルがＴＳＰＰに受信された際にＴＳＰＰが実行する最初の処理は、セルヘッダの誤りを検査し、次に、セルが有効なコネクションに対応付けられているかを検査することである。これを行うため、各セルヘッダで指定されたＶＰＩ／ＶＣＩ領域が、制御ＲＡＭ４１に格納されたＶＸＴとして知られる翻訳テーブルへのインデックスとして用いられる。ＴＳＰＰは、先ず、このコネクションが制御ソフトウェアにより以前に設定されたものであるか否かを検査する。もしそうならば、セルはそのコネクションに対応付けられたキュー番号に割当てられる。同時に、セルはＴＳＰＰにより内部セルフォーマットに変換される。キュー番号は、そのソース独自の状態情報テーブルであるキュー記述子に対応付けられる。ＶＸＴによりセルにキュー番号が割当てられた後、ＴＳＰＰは対応するキュー記述子を見て、セルの処理方法に関する更なる情報がないか確認する。次の操作は、セル用バッファの割当てを試みることである。使用可能であれば、セルバッファ番号が対応するキューの末尾に加えられ、セルは外部セルバッファＲＡＭ３２に書き出される。着信するセルストリームの処理及びバッファに加えて、ＴＳＰＰは、交換機本体を用いてセルをセルバッファから１又は２以上のＦＳＰＰからなる群へ転送しなければならない。かかる転送に用いられる帯域幅は、予め割当てられ（すなわち割付け型帯域幅）、又は、動的に割当てられる（すなわち動的帯域幅）。割付け型帯域幅は呼び出し応答制御（Call Acceptance Control;ＣＡＣ）ソフトウェアにより割当てられる。動的帯域幅の割当ては、交換機リソースの即時的な利用状態に依存し、帯域幅アービタ１２により制御される。割付け型帯域幅はタイムスロットフレーム概念を用いて管理される。図３に関して、各ＴＳＰＰは交換機割付けテーブル（ＳＡＴ）２３と呼ばれるデータ構造を有している。ＳＡＴ２３は割付け型帯域幅を管理するのに用いられる。交換機の全てのＴＳＰＰは、ＳＡＴポインタ２５を用いて任意のセル時間においてＳＡＴの同一のオフセット位置を指すように同期される。好ましい実施例において、ＳＡＴの各スロットは５０ＭＨで３２クロックサイクルの間アクティブ状態となり、約６４ｋｂｂｓのセルペイロード帯域幅が得られる。ＳＡＴ深さを８１９２とすると、ポインタは約６ｍｓｅｃ毎にＳＡＴを走査し、これにより、伝送のための約６ｍｓｅｃの最大遅延が得られる。ＣＡＣソフトウェアは、衝突が生じないように、割付け型帯域幅をＴＳＰＰからＳＰＰへ割当てる役割を有している。ＴＳＰＰは、セル時間ごとにＳＡＴエントリーを見てそのセル時間を得る。ＳＡＴエントリーは、有効でないか、又は、ＴＳＰＰ制御ＲＡＭ４１内のスケジューリングリスト２７（図４を参照）と呼ばれるキューリストを指している。キューの各々のキュー記述子もまた制御ＲＡＭ４１に格納されている。ＳＡＴエントリーが無効であるならば、そのセル時間は、後述の如く動的帯域幅の割当てに用いるため、帯域幅アービタにより使用可能とされる。特定のＴＳＰＰにより放棄された割付け型セル時間は、動的帯域幅セル時間として使用されてもよい。すなわち、スロットを放棄したＴＳＰＰにより使用されてもよいし、あるいは、他のＴＳＰＰに付与されて使用されてもよい。どのＴＳＰＰが所与の動的セル時間を獲得するかの決定は、帯域幅アービタにより行われる。図３にＳＬＩＳＴ４２７として示す如く、ＳＡＴエントリーが有効なスケジューリングリスト番号を収容しているならば、ＴＳＰＰは、参照されたスケジューリングリストの最初のキューを、そのセル時間の間に転送されるべきセルのソースとして使用することになる。これは、図４に示す如く、「ヘッド」ポインタ２９及び「テール」ポインタ３１を含むスケジューリングリストにより実現される。ヘッドポインタ２９は、特定の出力ポートへ伝送されるべきセルを有する最初のキュー３３へのポインタである。テールポインタ３１は、同じ出力ポインタへ伝送されるべきセルを有する最後のキュー３５へのポインタである。更に、このリストに対応する各キューは、図４に符号「Ｎ」を付して示す「次の」ポインタを有している。次のポインタはキューシーケンスの次のキューを指す。図４には示されていないが、各キューはリンクドリストであり、キュー記述子が、このキューにバッファされた最初のセルを指すヘッドポインタと、このキューにバッファされた最後のセルを指すテールポインタとを有している。バッファされたセルは、それぞれ、キュー内の次のセルを指すポインタを有している。従って、図示する如く、ＴＳＰＰ０に対するＳＡＴは現在セル時間がスケジューリングリスト４２７（ＳＬＩＳＴ４）により使用可能であることを示している。このスケジューリングリストのヘッドポインタ２９はキュー４３３を指している。キュー４３３は、対応する出力ポートへいつでも伝送できる４つのセルを有している。キュー４の最初のセルが交換機本体を経由して伝送され、キュー４の内部ポインタが、伝送される次のセルである第２のセルを指すように変更された後、キュー４３３は次回に選択されるべきＳＬＩＳＴ４に対応する３つのキューのうち最後のキューとなる。具体的には、ＳＬＩＳＴ４のヘッドポインタがキュー７を指すように変更され、テールポインタがキュー４を指すように変更され、キュー２のヘッダデータがキュー４を指すように変更される。キュー４が伝送されるべき他のセルを有していないならば、このキューはキューから除去され、キュー７が次のキューになり、キュー２が最後のキューとなる。セル時間は、次の条件下で、帯域幅アービタにより動的帯域幅としての割当てに使用可能である：１）ＳＡＴにより識別されるスケジューリングリストが使用可能なキューエントリーを有していない場合（この場合を「割付け未使用」と称す）；又は２）ＳＡＴが特定のセルタイムスロットに対して指定されたスケジューリングリストを有していない場合（この場合を「未割付け」と称す）。割付け型帯域幅を用いてセルを伝送する際の初期遅延を最小化するためにペーシングスキームがＴＳＰＰに実装された場合には、更なる条件が存在する。特定のスケジューリングリストに対するＳＡＴスロットは示されていないが、そのリストに対するペーシングカウンタが適当な値に達していなければ、対応するキューのセルの転送は禁止され、スロットは動的帯域幅転送のために使用可能となる。動的帯域幅セル時間は、ポインタのネスト化集合、すなわち、いわゆる「リストのリスト」を利用することにより管理される。図５には、かかる構造が概略的に示されている。動的帯域幅リストと印されたリスト集合は、ポート０₁、ポート０₂、ポート０₃、ポート０₄、ポート１₁、ポート１₂、ポート１₃等と印された複数のエントリーを有している。各エントリーは、各ポート及び優先度（以下に説明する）に対する動的帯域幅リストを表しており、ポート０、優先度３に対するスケジューリングリストを指すヘッドポインタ・テールポインタ対を有している。従って、「動的帯域幅リスト」は、それ自体がリストであるエントリーより構成されている。換言すればリストのリストである。ポート０₃のヘッドポインタはスケジューリングリスト１２（ＳＬＩＳＴ１２）を指している。ＳＬＩＳＴ１２は、「ポート及び優先度に対する動的帯域幅」と呼ばれるリンクドリストデータ構造内の複数のスケジューリングリストの最初のリストである。ポート０₃のテールポインタはこのリンクドリスト構造の最後のエントリーＳＬＩＳＴ５を指している。構造内の各スケジューリングリストは同一構造内の次のスケジューリングリストへのポインタを有している。ＳＬＩＳＴ１２、２、及び５の各々は、リンクドリストデータ構造を有する少なくとも１つのキューを指すヘッドポインタ・テールポインタ対を有している。具体的には、ＳＬＩＳＴ１２のヘッドポインタはキュー３（Ｑ３で示す）を指し、ＳＬＩＳＴ１２のテールポインタは、このキューレベルのリンクドリストの最後のキューすなわちキュー１１（Ｑ１１で示す）を指している。同様に、ＳＬＩＳＴ２のヘッド・テールポインタは単一のキューすなわちキュー８（Ｑ８）を指し、ＳＬＩＳＴ５のヘッド・テールポインタはそれぞれキュー２及び６を指している。キューレベルでは、Ｑ３のヘッドポインタはキュー内の最初のバッファセル（Ｃ１で示す）を指す。セルＣ１はバッファセルデータ（Ｃ）へのポインタ、及び、キュー内の次のセルへのポインタ（Ｎ）を有している。ポイントツーポイント伝送の場合、スケジューリングリストとキューとの間には一対一の対応がある。このことが図５のＳＬＩＳＴ２とキュー８との間で示されている。マルチポイントツーポイントの場合、１つのスケジューリングリストに対して複数のキューが存在する。ＳＬＩＳＴ１２とキュー３、１１、及び、ＳＬＩＳＴ５とキュー２、６の場合がこれに該当する。この全体的な「リストのリスト」構造を本発明のＡＴＭ交換機に採用することにより、多レベル制御が可能となる。例えば、あるセルがポート０₃へ伝送されるのを許可する事象が初めて生じた場合、セルは、スケジューリングリスト１２に対応する最初のキューの最初のセルから選択されることになる。このセルはキュー３のセルＣ１である。「動的帯域幅リスト」リスト、及びＳＬＩＳＴ１２及び５のポインタは、ＳＬＩＳＴ２が、動的帯域幅がセルの出力ポート０₃への伝送に使用可能となった場合にセルを提供する次のスケジューリングリストとなるように調整される。この場合、ＳＬＩＳＴ５は２番目となり、ＳＬＩＳＴ１２は最後となる。同様に、セルを提供したばかりのキュー３は、ＳＬＩＳＴ１２と共に、セルを提供する資格がある最後のキューとなり、キュー１１はその次となる。これは、ＳＬＩＳＴ１２及びキュー３、１１のポインタを操作することにより実現される。最後に、伝送されたセルＣ１がキュー３から除去される。これは、キュー３のポインタが次に伝送されるセルであるＣ２を指すように再調整されることを意味する。別のセルがキュー３により受信された場合にのみ、別のセルがセル４の後に加えられることになる。こうして、各レベルに帯域幅分布が存在する場合であっても、ラウンドロビン選択がスケジューリングリストとキューとの間で可能となる。図示する如く、リストのリストの手法は、ＴＳＰＰＡＳＩＣ内部の動的帯域幅リストとして動的帯域幅の割付けに適用される。好ましい実施例において、２６０個の帯域幅リストがＴＳＰＰＡＳＩＣ内に用いられる。こられのリストのうち最初の２５６個はポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）コネクション及びマルチポイントツーポイント（Ｍ２Ｐ）コネクションに用いられる。４個のリストは、交換機出力ポートの各々に割当てられる。４つの別のリストがポイントツーマルチポイント（Ｐ２Ｍ）コネクションに用いられる。これは、図６の上位レベルに示されている。図６において、各ＴＳＰＰに対して、図５と同様のリストのリスト構造が存在している。Ｐ２Ｐ及びＭ２Ｐの何れの場合にも、動的帯域幅スレッシヨルド（以下に説明する）に達するのに十分なセルがキューから除去されると、キューはキューのリンクドリストから除去される。更に、特定のスケジューリングリストに対する全てのキューが除去されると、そのスケジューリングリストはリンクドリストから除去される。リンクドリストの特定のエントリーに対する全てのスケジューリングリストが除去されると、動的帯域幅リストのポインタにヌル値が付与される。次に、本発明のＡＴＭ交換機へのリストのリスト構造の適用の別の例を、出力リンクスケジューリングに関して説明する。スケジューリングリストの優先度はＢＡに伝送される。ＢＡは、この優先度情報を用いて、動的帯域幅をＴＳＰＰに付与する順序をつける。この優先度付けは、スケジューリングリストを４個の動的帯域幅リストのうち１つに割当てる際に用いられる。図６に示す開示された交換機の一実施例において、ＶＢＲ及びＡＢＲサービスカテゴリーのセルは、４つの優先度の何れかに割当てられ、ＵＢＲセルは最低優先度の動的帯域幅リストに割当てられるのみである。図４に示す如く、各コネクションの各キューは、対応する動的帯域幅スレッシヨルド３７を有している。キューバッファ深さが、それぞれの動的帯域幅スレッシヨルド３７で示されるセル深さを越えると、そのキューに対するスケジューリングリストが、適切な出力ポート及び優先度に対応する適切な動的帯域幅リストに追加される。動的帯域幅リストは、各出力ポートに対して、存在するならばどのセルが動的帯域幅を用いてそれぞれの出力ポートへ伝送されるべきかを示す。動的帯域幅スレッシヨルドは呼び出し設定時に確立される。本交換機の更なる実施例において、スレッシヨルド値は、交換機を通るトラヒックの経験的分析に基づいて動的に調整される。図７に関して、ＣＢＲセル、すなわち専用の帯域幅を要求するセルのキューに対する動的帯域幅スレッシヨルドは、要求された帯域幅（図７に符号Ａを付して示す）が要求を満足し又は上回るように確立される。よりバースト的であるが、厳しく限度付けられた遅延を要求する他の用途では、図７に符号Ｂを付して示すような動的スレッシヨルドが適切である。この場合、トラヒックの大部分は割付け型帯域幅により扱われ、一時的なバーストは高優先度の動的帯域幅により扱われる。何れの場合も、ＴＳＰＰは、動的帯域幅割付けのため、明確に割付けられているが未使用の帯域幅をＢＡにより使用可能とする。割付け型帯域幅にのみ依存するサービスカテゴリーに対しては、動的帯域幅スレッシヨルドは、セル受信での予測ピーク値を越えるように設定される。逆に、ＵＢＲのように、遅延限度が無く（又は低く）、保証帯域幅もないサービスカテゴリーでは、動的帯域幅スレシヨルドはゼロに設定される。上述の如く、各キューは、制御ＲＡＭ４１に存在するキュー記述子が、そのキューに属しセルを収容する最初のバッファを指すヘッドポインタと、そのキューに属しセルを収容する最後のバッファを指すテールポインタとを有するリンクドリストでもある。入力セルはセルバッファＲＡＭ３２にバッファされる。空のキューのキューヘッダはヘッドポインタ＝０及びテールポインタ＝先頭を有する。従って、キューを構成するリンクドリストは単なるポインタのチェインである。１つのポインタの内容が次のポインタを指す等である。ポインタ番号は、セルバッファの論理アドレス（すなわちセルバッファ番号）であると共にポインタの論理アドルスである。セルポインタと対応するセルバッファとの間には一対一の写像が存在する。ポインタの大部分はＳＡＴと共にポインタＲＡＭ５０に格納される。セルはキューから先入れ先出し（ＦＩＦＯ）で除去されるので、割付け型帯域幅及び動的帯域幅の何れが用いられても、セル順序は保存される。このことは、ＳＡＴ又は動的帯域幅リストの何れかによりスケジューリングリストに伝送機会が許可されるにもかかわらず成立する。第１の実施例において、各動的帯域幅リストの全てのキューはそのポートに対する使用可能な動的帯域幅をラウンドロビン式に共用する。図４のキュー４が図５の動的帯域幅リストのスケジューリングリストの１つに追加されるとする。実際には、動的帯域幅リスト、各スケジューリングリスト、及びスケジューリングリスト上の他のキューのポインタのみが、キューがこのリストに加えられるように調整される。すなわち、キューの物理的な再配置は伴わない。ある期間にわたって、図４に示すキュー４にセルは加えられず、割付け型帯域幅が使用可能とされた結果キューから除去されないとする。この期間中のある時間にわたって、動的帯域幅が使用可能とされた結果２つのセルがこのキューから伝送されると、キュー内のセルカウントは、その動的帯域幅スレッシヨルド３７を下回ることになる。この場合、適切なスケジューリングリスト、及び、そのスケジューリングリストに対応する他の全てのキューのポインタを調整することにより、キューは動的帯域幅リストから除去される。動的帯域幅スレッシヨルドを越えるセルを受け取るキューについては反対のことがいえる。キュー内にバッファされる最初のセルは、割付け型帯域幅及び動的帯域幅の何れによる伝送であっても、常に最初に伝送されるべきであることに留意されたい。これは、セルの適正な順序を保存するために必要である。従って、各セル時間において、ＴＳＰＰには割付け型帯域幅又は動的帯域幅が割当てられる。ＴＳＰＰはこの情報を用いて、そのセル時間内に使用されるべき特定のセルを供給するのに用いるコネクションを決定する。帯域幅アービタ１２（ＢＡ）は、未割当て、及び、未使用割当て交換機帯域幅を分配する。すなわち、動的帯域幅である。この分配は、各ＴＳＰＰより送られた要求及び情報に基づいて行われる。各ＴＳＰＰは、帯域幅割当てにより、特定のセル時間に送られるセルを有することになるＢＡ出力ポートを識別する。更に、各ＴＳＰＰは、ＢＡに、どの出力ポートに動的帯域幅によるアクセスが要求されているかを示す。これは、動的帯域幅リストの所産である。ＴＳＰＰが特定のセル時間にＳＡＴ上に割当てを有していなければ、ＴＳＰＰは動的帯域幅を求めて競争する。各ＴＳＰＰはＢＡに格納された幾つかの顕著な要求を有し得る。各ＴＳＰＰは、ポートへの動的帯域幅要求をシリアル通信要求を介してＢＡに付与し、要求した出力ポートに対するビットをセットさせる。各ＴＳＰＰは各要求ベクトルのビットをセット又はリセットすることができ、あるいは、格納された関連優先レベルをそれぞれ有する各要求に関する優先度を変化させることができる。これら３つのコマンドは、各々のＴＳＰＰからＢＡに送られた３ビットシリアルコマンドを介して実行される。ＴＳＰＰにより１６ポートまで要求することができる。すなわち、各ＴＳＰＰは、１６の出力ポートを有する交換機の全ての出力ポートを要求することができる。要求はＴＳＰＰにより明示的に削除されない限り残っている。要求がＢＡにより使用可能なポートにマッチングされた場合、ポート番号である許可がＢＡから要求するＴＳＰＰに返される。ＢＡは要求を解釈し、それらを、各優先度ごとに、セットされたビットが要求されたポートを示すように、レジスターバンクとして格納する。競争する全てのＴＳＰＰの上記動的帯域幅要求は、ＢＡの動的アービトレーションユニット４３に送られる。動的アービトレーションユニット４３は、要求を使用可能な（割当てられていない又は割当てられたが未使用の）ポートにマッチングさせようとする。マッチングされた要求はＴＳＰＰに返信され、ＴＳＰＰはその動的帯域幅リスト（上述した）を参照し、要求に応じてセルを送る。状態情報は、ラウンドロビン・サービススキームを実現し、どのＴＳＰＰを最後にサービスすべきかを決定するため、ＢＡにより保持される。ＴＳＰＰは、ＢＡの自由出力ポートベクトルがＴＳＰＰ要求にマッチングされた場合にサービスされ、これにより、要求されたポートが許可され、要求が自由出力ポートベクトルから除去される。そして、自由出力ポートベクトルは次のＴＳＰＰ要求に適用され、未割当てのポートを要求されたポートにマッチングさせようと試みる。実際には、自由出力ポートベクトは全て又はほとんどゼロであり、未割当てポートと要求されたポートとの更なるマッチングは見出されない。図８は、マッチングプロセスを示す。図８において、ＴＳＰＰ０はポート０及び２に対するシリアル要求を発している。ＢＡは、ポート０、１、及び２が、自由出力ポートを介した動的帯域幅セル転送に使用可能であることを示している。ＴＳＰＰ０がＴＳＰＰのラウンドロビンリストの中でマッチングされるべき最初のＴＳＰＰであるとすると、ポート０及び２に対してマッチングされることになる。ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）通信では、１つのマッチングポートのみがＴＳＰＰ０に許可される。この場合、ＢＡの自由出力ポートベクトルには、次の要求ＴＳＰＰとのマッチングに対してポート１及び２が残される。ＴＳＰＰ１はポート０乃至３を要求している。ポート１及び２は残存使用可能リストとマッチングする。ポート２が許可され、新たな残存自由出力ポートベクトルはポート１を含むことになる。ＢＡマッチングプロセスは全ての使用可能ポートがＢＡにより許可されるまで、又は、未マッチングのＴＳＰＰがなくなるまで続けられる。ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）セル転送をサポートする実施例において、Ｐ２Ｍ要求に対するマッチングは、１つのＴＳＰＰから同時に要求された全てのポートをマッチングさせるのがより困難なため、Ｐ２Ｐ要求とのマッチングが試みられる前に試みられる。割当てられ共用された（すなわち、動的）リソースを単一のコネクションが出力ポートにおいて使用することを可能とするため、セル転送に、それらが割当てセルレートを上回っているか下回っているかを示すタグが付される。タグ付けはＢＡにより行われる。セルがＳＡＴスロットを用いて送られるならば、スケジュールされたものとしてタグ付けされる。セルが帯域幅アービトレーションを獲得した結果送られるならば、スケジュールされていないものとしてタグ付けされる。この情報は、後述する如く、ＦＳＰＰプロセスにおいて利用される。本発明の交換機において、異なる優先度レベルのトラヒックは、元となるＴＳＰＰが要求を４つの優先度レベルのうちの１つに割当てることによりサポートされる。ＢＡはこれら４つのレベルを「高い」優先度と「低い」優先度に分け、全ての低優先度要求のマッチングを試みる前に、全ての高優先度要求のマッチングを試みる。ＦＳＰＰは、交換機本体を通してセルを受信する前に、セル転送がスケジュールされた帯域幅又は動的帯域幅の何れを使用するかを示す制御情報を受信する。制御情報は、セルが加えられるべきキューをも示す。この情報により、ＦＳＰＰは、セルを受信するのに十分なキュースペース、バッファスペース、帯域幅等のリソースを有するか否かを判定することが可能となる。ＦＳＰＰは、セルを受信するのに十分なリソースを有していない場合、適当な制御信号を発信することによりその旨を示す。この信号の発信は、ＦＳＰＰがセルを受けることができ、又は、ＦＳＰＰが存在しないことを意味する。図１に示す如く。ＦＳＰＰ１６の外部には、制御ＲＡＭ１６１、制御ＲＡＭ２６３、セルバッファＲＡＭ１９、及びＱＦＣＲＡＭ６７の４つのメモリが設けられている。制御ＲＡＭ１，制御ＲＡＭ２，及びセルバッファＲＡＭはセルをエンキュー又はデキューするのに用いられる。制御ＲＡＭ１及び制御ＲＡＭ２は、ＦＳＰＰ機能を供する、キュー、動的リスト、及び優先リスト（以下に説明する）を実装するのに必要な情報を収容している。セルバッファＲＡＭでは、セルが実際にバッファされ、伝送を待つ。ＱＦＣＲＡＭは主にＴＳＰＰから受け取ったフロー制御情報を格納し、フロー制御更新セルの生成の際にアクセスされる。セルバッファは、それぞれが単一のセルを保持することが可能な複数のセルバッファロケーションに分割されている。セルバッファ内のセルバッファロケーションは、セル番号を用いて指定される。セルバッファロケーションの開始アドレスは、セル番号から得られる。各セルバッファロケーションは、セルバッファ内でのそのセルバッファロケーションを指す独自のセル番号を有している。セルバッファロケーションの総数は、それぞれが内部セル・スケジューリングリソースに割当てられた複数のセルバッファプールへ分割されている。各プールは、２つの内部レジスターを用いて実装されている。セルバッファプール・カウントレジスタは、そのプール内のセルバッファロケーションの現在数を収容している。セルバッファプール・リミットレジスタは、そのプールに許可されたセルバッファロケーションの最大数を収容している。セル番号は、セルバッファロケーションをキュー内へ加えるために操作される。セルバッファ内のセルバッファロケーションがセルと共に書き込まれると、そのセルバッファロケーションを指すセル番号はキューに加えられる。セルは、受信された順序でキューから送信される。すなわち、最初に受信されたキューが最初に送信される。図９には、かかるキューが論理的に示されている。各キューは、セル番号のリンクドリストとして実現されている。上述の如く、キューの各セルは、キューの次のセルをそのセル番号をポインタとして用いて指している。各キューは、キュー記述子として知られる独立した構造を有している。キュー記述子は制御ＲＡＭ２に保持され、キューの先頭及び末尾を指している。キューを構成するリンクドリストは、各セルバッファロケーションが１つのエントリーを有するように、制御ＲＡＭ１内のポインタの集合として実現されている。ポインタは、各エントリーがもう一つのセル番号を収容した状態で、セル番号を用いて索引される。従って、１つのセル番号はもう一つのセル番号を指すことができる。キュー記述子は、キュー内のセルの個数をも収容している。セルがキューに加えられると、キューは伝送のためスケジュールされなければならない。これは、そのキューのキュー番号をリストに加えることにより行われる。ＦＳＰＰ内には、種々のタイプ及び優先度のリストが存在する。リストは、ＴＳＰＰのスケジューリングリストと同様に、キュー番号のリンクドリストである。各リストは、リスト記述子として知られる独立した構造を有している。リスト記述子は、ＦＳＰＰの内部に保持され、リストの頭部及び末尾を指している。伝送のためスケジュールされるべきトラヒックには２つのカテゴリーがある。割付け型トラヒックと動的トラヒックである。ＦＳＰＰで受信された各セルに対応する制御情報は、セルが２つのカテゴリーの何れに属するかを示す。２種類のリストが２種類のトラヒックをスケジューリングするのに用いられる。優先リストと動的リストである。割付け型トラヒックを有するキューのキュー番号は優先リストに加えられる。動的トラヒックを有するキューのキュー番号は動的リストに加えられる。各キューはスケジュールされたセル及び未スケジュールのセルの双方を有し得るので、図１０に示す如く、キューは優先リスト及び動的リストの何れにも存在し得る。図１０において、優先リストの最初のエントリーは、符号Ｑ７で示すキュー７へのポインタである。Ｑ７は、動的リストに示される２番目のエントリーによっても指されていることに留意されたい。優先リストは動的リストの前にサービスされる。キューが割当てられたセルを有していない場合、そのキューが優先リスト及び動的リストの何れにも存在しないことは明らかである。キューが１つのセルを動的帯域幅を経由して受け取ると、そのキューは動的リストに加えられる。キューが２番目のキューを今度は割付け型帯域幅を経由して受け取ると、そのキューは優先リストに加えられる。優先リストのサービスが動的リストのサービスの前に行われるので、交換機から最初に伝送されるキューの受信セルは、動的リストではなく優先リストから選択される。キューは、優先リストから除去された後も、残ったセルが選択されて伝送されるまで動的リストに残存する。従って、キューが最初に動的リストに加えられ、次に優先リストに加えられたとしても、最初のセルは優先リストを介してキューから除去される。これは、適正なセル順序を保証し維持するうえで必要である。ＢＡは、各セルに、割付けＳＡＴスロットで送られたか、又は、未スケジュール動的スロットで送られたかのタグ付けを行う役割を有している。この情報が、キューを優先リスト及び／又は動的リストに割当てるのに使用される。割付け型セル及び動的セルの双方と混合したサービストラヒックを有するキューが存在する。これは、特定のコネクションがそれぞれの動的帯域幅スレッシヨルドを越えて伝送し得る統合サービスを提供することの帰結である（上記図７に関する説明を参照）。スレッシヨルド未満のセルは割付け型トラヒックとして送られる。スレッシヨルドを越えるセルは動的トラヒックとして送られる。割付け型トラヒックのキュー番号は優先リストに加えられ、動的トラヒックのキュー番号は動的リストに加えられる。割付け型セルと動的セルとの受信順序にかかわらず、優先リストのキュー番号に対応するセルは最初にスケジュールされて除去される。しかしながら、セル番号は常にキューの先頭から除去されるので、セルはＦＳＰＰから順序正しく伝送される。従って、出力キューの先頭にある個々のセルがＦＳＰＰにおいて未スケジュールのセルとして受信されたものであっても、そして、そのキューが優先リストの次のキューであるとしても、そのキューは最初に伝送される。いったんキュー番号が優先リスト又は動的リストの何れかのリストに加えられると、そのキューは、適当なタイプのセルを有しなくなるまでリストに残存する。キュー番号がリストの先頭になると、そのキューは、セル送信リスト内の次のキューになる。セルが伝送されると、キュー番号はリストの先頭から除去され、優先リストの割当てセル、又は、動的リストの動的セルの何れかのカウントがキュー記述子内でデクリメントされる。デクリメントされたカウントが非ゼロならば、そのキュー番号がリストの末尾に戻される。カウントがゼロならば、そのキュー番号はリストから削除される。キュー番号をリストの先頭からサービスし、そのキュー番号をリストの末尾に戻すことにより、リスト内のキューはラウンドロビンサービスを受けることになる。図１１を参照するに、優先リストの４つの優先度が各出力リンクに付与され、種々のサービスレベルの区別のため交換機を通した遅延限度が供される。各出力リンクは独立にスケジュールされるため、異なるリンクに対する優先リスト間の相互作用は生じない。より高い優先度のリストに新たに受信されたセルは、より低い優先度の優先リストに先に受信されたセルの前に伝送される。あるリンクの割当てトラヒックを伴う全ての優先リストは、そのリンクの動的トラヒックを伴う動的リストよりも高い優先度でスケジュールされる。図１１に示す如く、動的リストには、各タイプが４つの優先度を有する３つのタイプ、すなわち、ＶＢＲ、ＡＢＲ、ＵＢＲがある。リストの各タイプ各出力リンクに不変的に割当てられている。本発明の交換機の好ましい実施例において、ＶＢＲ動的リスト及びＡＢＲ動的リストのそれぞれに対する４つの優先度は、更に、ＢＡにより割当てられた２つの優先度レベルに分類されている。すなわち、高い（帯域幅が満たされていない）優先度、及び、低い（帯域幅を越える）優先度である。これら２つのレベルは、ＶＢＲサービスクラスが、低優先度のサービスクラスすなわちＡＢＲが動的帯域幅で共用するのを許可する前に、予め選択された割合の動的帯域幅を達成することを可能とする。ＡＢＲがその選択された割合を達成すると、残りの動的帯域幅はＶＢＲ、ＡＢＲ、及びＵＢＲにより共用される。ＶＢＲリスト、すなわち、ＶＢＲ０〜３に対して４つの優先度が存在する。ＶＢＲは低い回転待ち時間を有しているが、セル損を起こす場合がある。ＶＢＲ動的リストには出力リンクにおいて最小限の帯域幅が保証されている。トラヒックリストを伴うＶＢＲ動的リストがその保証された帯域幅を受け取ると、ＡＢＲ動的リストは、その最小帯域幅に達していない場合に伝送する。ＶＢＲ及びＡＢＲの双方に対する最小帯域幅が満足されると、ＵＢＲ、ＶＢＲ、及びＡＢＲ動的リストは、ラウンドロビン式に残りの帯域幅を求めて競合する。ＡＢＲもまた４つの優先度レベルを供する。ＡＢＲは、フロー制御を使用することにより、セル損失が生じないことを保証する点でＶＢＲと相違している。ＡＢＲ動的リストもまた出力リンクにおいて最小限び帯域幅が保証される。上記の如く、ＡＢＲ最小帯域幅が満足されると、ＵＢＲ、ＶＢＲ、及びＡＢＲは全てラウンドロビン式に残りの帯域幅を求めて競合する。図５及び図７を参照して説明したリストのリスト構造は、ＦＳＰＰでのセルの処理にも適用できる。具体的には、図１０において、優先リスト及び動的リストの一方に示された各セルは、実際には、各々の優先度で各々のポートから送信すべき１又は２以上のセルを有するキューへのポインタの対である。各キューは特定のリストに一度だけ加えられる。そのキューが、送信すべき２以上のセルを有するならば、キューは再びリストに加えられるが、その位置は、既にリストに存在する他の全てのキューの後である。こうして、ラウンドロビンキューサービスが可能となる。要約すると、各リストエントリーは送信すべきセルのリンクドリストを指す。すなわち、リストのリストである。同様の優先度のキュー間の公平性が得られ、リスト間の優先度付けが可能となり、セル優先度付けが維持される。このようにして、割付け型トラヒックが先ず送信される。他の全ての帯域幅は優先度スキームに従って送信される。このため、同一の交換機により多クラスのサービスが供され、これにより、交換機帯域幅の利用効率が最大化される一方、利用者が所望のサービスレベル（帯域幅及び回転待ち時間の点で）に対して料金を支払うことが可能となる。本発明の好ましい実施例について説明したが、当業者には同じ概念を用いた他の実施例が可能であることは明らかであろう。例えば、データレートの単純な変更が本開示の範囲内で考えられる。上記実施例は例示として意図されたものであり、本発明の範囲は、以下の請求の範囲の範囲及び精神によってのみ制限されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， (72)発明者ハウザー，スティーヴンエイアメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01803，バーリントン，ファームズ・ドライヴ 106番 (72)発明者マニング，トマスエイアメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01532，ノースボロ，サマー・ストリート 26番 (72)発明者マクルア，ロバートビーアメリカ合衆国，ニューハンプシャー州 03049，ホリス，ハナー・ドライヴ 23番 (72)発明者コルスマン，マティアスエルドイツ連邦共和国，50858 コログネ，ブルゲンラントヴェーク１番

Claims

【特許請求の範囲】１．伝送されるデータセルに統合サービスを提供し、各データセルは多重サービスクラスの何れかに属するセルとして識別されるデータ交換機であって、それぞれ入力データセルのバッファ及びエンキューを行うと共に、割付け型又は動的交換機内帯域幅の何れか一方を用いて、前記入力データセルを前記交換機を通して伝送する複数の入力ポートプロセッサと、前記入力ポートプロセッサと通信し、前記動的交換機内帯域幅の前記入力プロセッサへのアービトレーションを行うと共に、前記入力データセルに、割付け型又は動的交換機内帯域幅で送信されたデータセルとしてタグ付けする帯域幅アービタと、前記入力プロセッサ及び前記帯域幅アービタと通信し、それぞれ、前記タグ及びデータセルサービスクラスに従って、周期的に、前記タグ付けされ伝送されたデータセルのバッファ及びエンキューを行う複数の出力プロセッサと、前記入力ポートプロセッサ、前記帯域幅アービタ、及び前記出力プロセッサの間の前記通信を可能とする交換機本体とをを備える交換機。２．前記入力プロセッサの各々は、更に、前記入力データセルのキューのリンクドリストよりなるスケジューリングリストを生成し、該スケジューリングリストの各々は、それ自身に対応し、共通のコネクションに属するデータセルを有する請求項１記載の交換機。３．前記入力プロセッサの各々は、更に、複数のエントリーを有する交換機割付けテーブルを保持し、前記エントリーの各々は前記スケジューリングリストの一つを識別し、前記交換機割付けテーブルは前記割付け交換機内帯域幅を用いた前記入力データセルの伝送を可能とする請求項２記載の交換機。４．前記入力プロセッサの各々は、更に、それぞれが前記出力プロセッサの各々に対応し、少なくとも１つのスケジューリングリストのリンクドリストよりなる複数の動的帯域幅リストを保持し、前記動的帯域幅リストは前記動的交換機内帯域幅を用いた前記入力データの伝送を可能とする請求項３記載の交換機。５．前記入力プロセッサの各々は、更に、前記帯域幅アービタへ伝達される動的ポートリストを保持し、前記動的ポートリストは、前記動的帯域幅リストスケジューリングリストにより何れの前記出力プロセッサが何れの優先度で要求されているかを示す請求項４記載の交換機。６．前記帯域幅アービタは、更に、何れの前記出力プロセッサが、入力データセルの入力プロセッサからの前記割付け交換機内帯域幅を介した受信についてスケジュールされていないか識別し、このようにスケジュールされていない前記出力プロセッサを、前記優先度に基づいて、前記動的ポートリスト上の要求された出力プロセッサにマッチングさせる請求項５記載の交換機。７．前記帯域幅アービタは、更に、前記入力プロセッサによる要求に対応する使用可能な出力プロセッサを前記入力プロセッサに伝達する請求項６記載の交換機。８．前記出力プロセッサの各々は、更に、前記入力プロセッサの１つにより送信されるべき入力データセルの識別情報を受信すると共に、該識別情報に基づいて、前記入力プロセッサに対して前記入力データの前記伝送の禁止を指示する請求項１記載の交換機。９．前記出力プロセッサの各々は、更に、前記入力プロセッサから前記割付け型及び動的交換機内帯域幅を介して受信した前記データセルの各々に対して、それぞれ割付け型及び動的リスト構造を保持する請求項２記載の交換機。１０．前記出力プロセッサの各々は、更に、前記動的リスト構造に対応付けられたデータセルの前に、前記割付けリスト構造に対応付けられたデータセルを前記交換機から送出する請求項９記載の交換機。１１．前記出力プロセッサの各々は、更に、前記多重サービスクラスの各々について、前記割付け型及び動的リスト構造を提供する請求項９記載の交換機。１２．前記出力プロセッサの各々は、更に、前記複数の優先度の各々について、前記多重サービスクラスリスト構造を提供する請求項１１記載の交換機。１３．伝送するデータセルに統合サービスを提供し、各データセルは多重サービスクラスの何れかに属するセルとして識別され、入力通信リンクと通信する少なくとも１つの入力ポートと、出力通信リンクと通信する少なくとも１つの出力ポートと、それらの間の交換機本体とを有する交換機であって、前記少なくとも１つの入力ポートに対応付けられ、前記入力通信リンクから受信した前記セルのバッファ、エンキュー、及び伝送を、前記エンキューされたデータセルを前記交換機本体を通して伝送する際に割付け型又は動的交換機内帯域幅の何れを用いるかについてなした決定に従って行う入力プロセッサと、前記少なくとも１つの入力ポートプロセッサと通信し、前記動的交換機内帯域幅の前記入力プロセッサへのアービトレーションを行うと共に、前記入力データセルに、各データセルが前記割付け又動的交換機内帯域幅の何れを用いて交換機を伝送されたかを示すタグを付する帯域幅アービタと、前記入力プロセッサの少なくとも１つにより送信され、前記帯域幅アービタによりタグ付けされ、前記交換機本体を通過して受信された前記データセルのバッファ及びエンキューを行い、前記出力通信リンクへ周期的に送信される前記データセルをエンキューする際に、前記帯域幅アービタタグ及びデータセルサービスクラス情報を利用する、前記少なくとも１つの出力ポートに対応付けられた出力プロセッサとを備える交換機。１４．前記入力プロセッサは、更に、前記データセルの各々に対応付けられた有効ヘッダデータフォーマットを照合することができる請求項１３記載の交換機。１５．前記入力プロセッサは、更に、前記データセルの各々についてヘッダーデータの有効コネクション識別子を照合することができる請求項１３記載の交換機。１６．前記入力プロセッサは、更に、前記データセルを各コネクションに対するキューに対応付ける際に、前記データセルの各々のヘッダーデータのコネクション識別子を分析することができる請求項１３記載の交換機。１７．前記入力プロセッサは、特定のコネクションに対する前記データセルを、前記入力通信リンクからのデータセル受信順序でエンキューする請求項１３記載の交換機。１８．前記入力プロセッサは、更に、前記入力通信リンクから受信した前記データセルを交換機内部フォーマットに再フォーマットすることができる請求項１３記載の交換機。１９．前記入力プロセッサは、更に、共通のコネクションに属すると識別された前記データセルのキューのリンクドリストよりなるスケジューリングリストを生成することができる請求項１３記載の交換機。２０．前記入力プロセッサは、複数のエントリーを備える交換機割付けテーブルを保持し、各エントリーは前記スケジューリングリストの各々を識別し、前記交換機割付けテーブルは、前記割付け交換機内帯域幅を用いた前記エンキューされたセルの前記交換機を経由する伝送を可能とする請求項１９記載の交換機。２１．前記入力プロセッサは、前記出力ポートの各々に対する動的帯域幅リストを保持し、該動的帯域幅リストの各々は前記スケジューリングリストの少なくとも１つのリンクドリストよりなり、前記動的帯域幅リストは、前記動的交換機内帯域幅を用いた前記エンキューされたセルの前記交換機を経由する伝送を可能とする請求項２０記載の交換機。２２．前記入力プロセッサは、前記帯域幅アービタに伝達される動的ポートリストを保持し、該動的ポートリストは前記帯域幅アービタに対して、前記入力プロセッサに対応付けられた前記スケジューリングリストにより何れの出力ポートが何れの優先度で要求されているかを示す請求項２１記載の交換機。２３．前記帯域幅アービタは、更に、何れの前記出力ポートが前記割付け交換機内帯域幅を経由した前記入力プロセッサによるデータセルの受信についてスケジュールされていないかを識別することができ、かつ、前記優先度に基づいて、スケジュールされていない前記出力ポートを、前記動的ポートリスト上の前記要求された出力ポートにマッチングさせることができる請求項２２記載の交換機。２４．前記帯域幅アービタは、更に、前記入力プロセッサにより要求された前記出力ポートの１つにマッチングする使用可能な出力ポートを前記入力プロセッサに伝達する請求項２３記載の交換機。２５．前記帯域幅アービタは、更に、出力ポート分配における公平性を供するにあたり、要求された出力ポートが何れの入力プロセッサに付与されたかの履歴を保持することができる請求項２４記載の交換機。２６．前記帯域幅アービタは、更に、前記交換機を通して伝送されるべき前記データセルの幾つかについて、宛先出力プロセッサを識別するキューベクトルを前記入力プロセッサから受信することができる請求項１３記載の交換機。２７．前記入力プロセッサは、前記出力プロセッサの少なくとも１つに対して、前記少なくとも１つの出力プロセッサに伝送されるべきデータセルを、前記交換機本体を介して識別し、前記少なくとも１つの出力プロセッサは、更に、伝送されるべき前記データセルについて、前記帯域幅アービタにより付与されたタグ及び前記出力ポートにおいて前記データセルをバッファする各キューを前記交換機本体を介して識別することかできる請求項１３記載の交換機。２８．前記出力プロセッサは、更に、前記スイッチファブリックを経由して、伝送されるべき前記データセルを提供する前記入力プロセッサに信号を付与することができ、該信号は、前記入力プロセッサが前記出力プロセッサから更なる信号を受信するまで、前記データセルの伝送を禁止する請求項２７記載の交換機。２９．前記出力プロセッサは、更に、前記割付け型及び動的交換機内帯域幅を経由して受信されたデータセルの各々に対するリスト構造を保持することができ、該リスト構造は、前記出力通信リンクへ伝送されるデータセルを有するキューのリンクドリストよりなる請求項１３記載の交換機。３０．前記キューの各々は、前記出力プロセッサにより、前記リスト構造の各々に対して前記キューのリンクドリスト内の１つのエントリーに制限されている請求項２９記載の交換機。３１．前記出力プロセッサは、更に、前記動的交換機内帯域幅リスト構造上に見出されるキューのデータセルを送信する前に、前記割付け交換機内帯域幅リスト構造上に見出されるキューのデータセルを送信することができる請求項２９記載の交換機。３２．前記出力プロセッサは、更に、前記多重サービスクラスの各々について、前記割付け型及び動的交換機内帯域幅リスト構造を提供することができる請求項２９記載の交換機。３３．前記出力プロセッサは、更に、複数の優先度の各々について、前記多重サービスクラスリスト構造を提供することができる請求項３２記載の交換機。３４．入力ポートと、該入力ポートに対応付けられた入力プロセッサと、出力ポートと、該出力ポートに対応付けられた出力プロセッサと、前記入力ポートと前記出力ポートとの間に配設された交換機本体と、該交換機本体に対応付けられた帯域幅アービタとを有する通信交換機を通してデータセルを転送する方法であって、前記入力プロセッサにより、前記入力ポートにおいて受信されたデータセルの入力バッファ及びエンキューを、該データセルを割付け型又は動的交換機内帯域幅の何れを介して前記交換機本体を経て前記出力ポートへ転送すべきかに応じて行い、前記帯域幅アービタにより、前記バッファされエンキューされたデータセルに、前記割付け型又は動的交換機内帯域幅を介して前記交換機本体を通して転送されるべきデータセルである旨のタグを付し、前記入力プロセッサにより、前記タグが付されたデータセルを、前記交換機本体を経由して前記出力プロセッサに転送し、前記出力プロセッサにより、前記出力ポートにおいて、前記転送されたデータセルを前記タグに応じて出力バッファしてエンキューする、各段階よりなる方法。３５．前記入力バッファしてエンキューする段階は、前記入力プロセッサにより、前記データセルに対応付けられたヘッダーの誤り検査を行う段階を更に備える請求項３４記載の方法。３６．前記入力プロセッサにより、前記データセルに対応付けられたヘッダーデータから、前記データセルが対応するコネクションを識別する段階を更に備える請求項３４記載の方法。３７．前記入力バッファしてエンキューする段階は、前記入力プロセッサにより、前記データセルを交換機内部データセルフォーマットに変換する段階を更に備える請求項３４記載の方法。３８．前記入力バッファしてエンキューする段階は、前記入力プロセッサにより、共通のコネクションに属すると識別されたキューのリンクドリストよりなるスケジューリングリストを生成する段階を更に備える請求項３４記載の方法。３９．前記入力バッファしてエンキューする段階は、前記入力プロセッサにより、複数のエントリーを備える交換機割付けテーブルを保持する段階を更に備え、各エントリーは前記スケジューリングリストの各々を識別し、前記交換機割付けテーブルは、前記割付け交換機内帯域幅を用いて、前記エンキューされたセルを前記交換機を通して伝送することを可能とする請求項３８記載の方法。４０．前記入力バッファしてエンキューする段階は、前記入力プロセッサにより前記出力ポートに対する動的帯域幅リストを保持する段階を更に備え、該動的帯域幅リストは、前記スケジューリングリストの少なくとも１つのリンクドリストよりなり、前記動的交換機内帯域幅を用いて、前記エンキューされたセルを前記交換機を通して伝送することを可能とする請求項３８記載の方法。４１．前記入力バッファしてエンキューする段階は、前記入力プロセッサにより動的ポートリストを保持する段階を更に備え、該動的ポートリストは、前記帯域幅アービタに対して、前記出力ポートが前記入力プロセッサに対応する前記スケジューリングリストにより要求されているか否か、及びその優先度を示す請求項４０記載の方法。４２．前記タグを付する段階は、前記帯域幅アービタにより、前記出力ポートが、前記割付け交換機内帯域幅を介した前記入力プロセッサによる前記データセルの受信について最初のインターバルの間にスケジュールされているか否かを識別し、前記帯域幅アービタにより、前記優先度に基づいて、前記最初のインターバルの間にスケジュールされていない前記出力ポートを、前記動的ポートリスト上の前記出力ポート要求にマッチングさせる段階を更に備える請求項４１記載の方法。４３．前記マッチングさせる段階は、前記帯域幅アービタにより、前記マッチングされた出力ポートを前記要求する入力プロセッサに伝達する段階を更に備える請求項４２記載の方法。４４．前記マッチングさせる段階は、マッチングされた出力ポート要求の履歴を保持する段階を更に備える請求項４２記載の方法。４５．前記タグを付する段階は、前記帯域幅アービタにより、前記入力プロセッサから、前記交換機を通して伝送されるべき前記エンキューされたデータセルの宛先出力プロセッサを識別するキューベクトルを受信する段階を更に備える請求項３４記載の方法。４６．前記タグが付されたデータセルを転送する段階は、前記出力プロセッサにより、前記出力プロセッサが前記入力プロセッサに第２の信号を付与するまで前記タグが付されたデータセルの転送を禁止する信号を、前記入力プロセッサに付与する段階を更に備える請求項３４記載の方法。４７．前記出力バッファしてエンキューする段階は、前記出力プロセッサにより、前記入力プロセッサから前記割付け型及び動的交換機内帯域幅を介して受信されたデータセルの各々に対するリスト構造を保持する段階を更に備え、該リスト構造は、それぞれが前記出力ポートから伝送されるデータセルを有するキューのリンクドリストよりなる請求項３４記載の方法。４８．前記保持する段階は、前記出力プロセッサにより、前記出力ポートから送信されるデータセルを有するキューを、前記リスト構造の各々について一度だけ前記キューのリンクドリストに入れる段階を更に備える請求項４７記載の方法。４９．前記保持する段階は、前記動的交換機内帯域幅リスト構造上に見出されるキューのデータセルを伝送する前に、前記割付け交換機内帯域幅リスト構造上に見出されるキューのデータセルを伝送する段階を更に備える請求項４７記載の方法。５０．前記データセルは、多重サービスクラスのうち１つに対応し、前記保持する段階は、前記多重サービスクラスの各々について、複数の割付け型及び動的交換機内帯域幅リスト構造を提供する段階を更に備える請求項４７記載の方法。５１．前記保持する段階は、複数の優先度の各々について、前記多重サービスクラスリストを提供する請求項５０記載の方法。