JPH11191778A

JPH11191778A - 中継装置

Info

Publication number: JPH11191778A
Application number: JP9358448A
Authority: JP
Inventors: Toru Kishigami; 徹岸上; Kazuo Nogami; 和男野上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ＡＴＭスイッチの前段でパケット種類に応じた
優先制御を実現し、優先度の高いパケットを優先的に送
出して効率的なデータ通信を可能とする。【解決手段】各入力回線１１₁ 〜１１_n-1 毎にＡＴＭス
イッチ部１３の前段に優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 を設
け、ルーティング処理およびスイッチング処理を行う前
に、入力データをパケット単位で扱い、そのパケット種
類に応じた優先度に従ってＡＴＭスイッチ部１３に送出
する。これにより、ＡＴＭスイッチ部１３とパケット組
立・分割部１６を接続する回線の帯域を越えるトラフィ
ックが入力された場合でも、重要度の高いパケットが優
先的にパケット組立・分割部１６に転送、処理されるた
め、ＡＴＭスイッチ部１３内で廃棄される可能性は低く
なり、効率的なデータ通信が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＴＭ（Asynchro
nous Transfer Mode：非同期転送モード）ネットワーク
に用いられる中継装置に係り、特にパケット種類に応じ
た優先度制御機能を有する中継装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＡＴＭネットワークに用いられる
中継装置（ＡＴＭ交換機）では、ＩＰ等のパケットのル
ーティング処理（パケットをどこに送ればよいかなど、
通信経路を選択すること）をソフトウェアで行ってい
た。この場合、中継装置の性能はソフトウェアの処理性
能、つまり、プロセッサの性能に依存するため、パケッ
トを高速に転送することは難しい。

【０００３】これに対し、中継装置の性能を大幅に向上
させる方法として、従来までのようなネットワーク層に
おけるルーティング処理をソフトウェアあるいはハード
ウェアで行うことに加え、隣接中継装置間でやり取りす
るトランスポート層より上位の層のプロトコルに応じて
確立されるバイパス転送路（以下、カットスルー転送路
と呼ぶ）を使用して、ソフトウェアの介在なしにハード
ウェアのみにより、データリンク層におけるスイッチン
グ処理を行う方式が提案されている。

【０００４】なお、従来からのネットワーク層における
ルーティング処理によるパケットの転送をホップバイホ
ップ転送と呼び、ハードウェアで行うデータリンク層に
おけるカットスルー転送路上でのスイッチング処理によ
るパケットの転送をカットスルー転送と呼ぶ。

【０００５】中継装置に入力されるパケットは、カット
スルートリガと呼ばれるカットスルー転送路を確立する
か否かを判定する条件に基づいて、ホップバイホップ転
送するか、カットスルー転送するかが判定される。カッ
トスルートリガとしては、各フローの最初のパケット
（以下、トリガパケットと呼ぶ）のＴＣＰのポート番号
が参照される。カットスルー転送は、セッション継続時
間が長いと判断されるアプリケーション（例えばｔｅｌ
ｎｅｔ、ｆｔｐ、ｈｔｔｐ）の場合に特に有効であると
考えられている。

【０００６】以下では、ホップバイホップ転送すること
に加え、カットスルー転送に行う中継装置を対象として
説明する。ここでは、（ａ）ホップバイホップ転送処理
をソフトウェアで行う場合と、（ｂ）ホップバイホップ
転送処理をハードウェアで行う場合とに分けて、従来の
中継装置の方式を説明する。

【０００７】（ａ）ホップバイホップ転送処理をソフト
ウェアで行う場合図７はスイッチにＡＴＭスイッチを使用し、ホップバイ
ホップ転送処理をソフトウェアで行う場合の従来の中継
装置の概略構成を示すブロック図である。図中７１₁ 〜
７１_n は入力回線、７２はＡＴＭスイッチ部、７３はス
イッチングテーブル、７４₁ 〜７４_n は出力回線、７５
はパケット組立・分割部、７６はプロセッサ、７７はフ
レームメモリを示す。

【０００８】中継装置でルーティング処理されるべきフ
ローの最初のパケットが入力回線７１₁ 〜７１_n-1 より
ＡＴＭスイッチ部７２に入力される。実際には、ＡＴＭ
スイッチ部７２に入力されるパケットはＡＴＭセル化さ
れている。つまり、複数のセルがパケット単位でＡＴＭ
スイッチ部７２に入力される。

【０００９】ＡＴＭスイッチ部７２は、スイッチングテ
ーブル７３を参照して、該パケット（実際はＡＴＭセ
ル）をハードウェアによりスイッチング処理する。ま
た、ホップバイホップ転送あるいはカットスルー転送す
るか決まっていないフローのパケットは、スイッチング
テーブル７３に出力回線７４_n に出力する設定が行われ
ている。

【００１０】出力回線７４_n に出力されたパケットは、
パケット組立・分割部７５に入力される。該パケットは
ＡＴＭセルに分割されて入力されるため、パケット組立
・分割部７５でプロセッサ７６が処理できるようにフレ
ームメモリ７７上で元のパケットに組み立てられる。す
なわち、どういうアプリケーションに使用されるデータ
なのか、また、そのデータ長などの判断は１つのセルを
見ただけでは分からないため、パケット単位で各セルを
集めることにより、プロセッサ７６が処理できる形にす
る。

【００１１】パケットの組立が終了すると、パケット組
立・分割部７５はプロセッサ７６に当該コネクションの
確立要求を行うパケットが到着したことを、該パケット
が格納されているフレームメモリ７７のアドレス等と共
に通知する。通知を受けたプロセッサ７７は、当該パケ
ットのＴＣＰのポート番号を参照し、該パケットが流れ
るフローをホップバイホップ転送するか、カットスルー
転送するかを判定する。

【００１２】その判定の結果、該フローをカットスルー
転送する場合は、プロセッサ７６はスイッチングテーブ
ル７３にＡＴＭスイッチ部７２でのスイッチング処理の
みにより、該フローを流れるパケットがスイッチングさ
れるように設定を行う。また、該フローをホップバイホ
ップ転送する場合は、スイッチングテーブル７３を変更
せず、その後も該フローを流れるパケットをプロセッサ
７６のソフトウェアで処理する。

【００１３】次に、カットスルー転送されるパケット
（以下、カットスルーパケットと呼ぶ）とホップバイホ
ップ転送されるパケット（以下、ホップバイホップパケ
ットと呼ぶ）が中継装置内でどのように処理されるかに
ついて説明する。

【００１４】ＡＴＭスイッチ部７２にカットスルーパケ
ットが入力されると、スイッチングテーブル７３に従っ
て出力回線が決定され、その決定された出力回線７４₁
〜７４_n-1 にカットスルーパケットが出力される。

【００１５】ホップバイホップパケットは、スイッチン
グテーブル７３に出力回線７４_n にスイッチングする設
定が行われている。ＡＴＭスイッチ部７２の出力回線７
４_nに出力されたパケットは、パケット組立・分割部７
５に転送される。

【００１６】パケット組立・分割部７５では、プロセッ
サ７６が処理できるようＡＴＭセルをフレームメモリ７
７上で元のパケットに組み立てる。パケットの組立が終
了すると、パケット組立・分割部７５はプロセッサ７６
にホップバイホップパケットが到着したことを該パケッ
トが格納されているフレームメモリ７７のアドレス等と
共に通知する。

【００１７】通知を受けたプロセッサ７６は、当該パケ
ットのヘッダ（送信元アドレス、宛先アドレス等）を基
にルーティング処理を行う。ルーティング処理が終了す
ると、プロセッサ７６はパケット組立・分割部７５に送
信すべきパケットがフレームメモリ７７上に存在するこ
とを通知する。パケット組立・分割部７５は、フレーム
メモリ７７から送信すべきパケットを取り出し、ＡＴＭ
セルに分割した後、ＡＴＭスイッチ部７２の入力回線７
１_n に入力する。入力回線７１_n から入力されたパケッ
トは、スイッチングテーブル７３に従って決定された出
力回線７４₁ 〜７４_n-1 に出力される。

【００１８】ここで、従来の中継装置において、プロセ
ッサ７６は、ホップバイホップパケット、トリガパケッ
ト、ルーティングプロトコル情報を含むパケット、ＡＴ
Ｍコネクションの確立に使用するシグナリングセル等の
種類によらず、パケット組立・分割部７５からパケット
到着通知を受けた順序で当該パケットを処理している。

【００１９】（ｂ）ホップバイホップ転送処理をハード
ウェアで行う場合図８はスイッチ部にＡＴＭを使用し、ホップバイホップ
転送処理をハードウェアで行う場合の従来の中継装置の
概略構成を示すブロック図である。図中８１₁〜８１_n
は入力回線、８２はＡＴＭスイッチ部、８３はスイッチ
ングテーブル、８４₁ 〜８４_n は出力回線、８５はパケ
ット組立・分割部、８６はプロセッサ、８７はフレーム
メモリ、８８はルーティング処理部を示す。

【００２０】図８において、図７と異なるのは、出力回
線８４_n からパケット組立・分割部８５に転送され、フ
レームメモリ８７上に組み立てられたホップバイホップ
パケットのルーティング処理をルーティング処理部８８
にてハードウェアで行うことである。

【００２１】ルーティング処理部８８は、フレームメモ
リ８７上にパケットの組立が終了したことをパケット組
立・分割部８５より通知されると、該パケットのヘッダ
情報（送信元アドレス、宛先アドレス等）に基づいてル
ーティング処理を行う。ルーティング処理終了後、パケ
ット組立・分割部８５に送信すべきパケットがフレーム
メモリ８７上に存在することを通知する。パケット組立
・分割部８５は、該パケットをＡＴＭセルに分割し、入
力回線８１_n よりＡＴＭスイッチ部８２に入力する。

【００２２】このように、ルーティング処理部８８をハ
ードウェアで構成することにより、高速なルーティング
処理が実現できる。この場合、図８の構成では、プロセ
ッサ８６で処理すべきパケットはカットスルー転送を行
うか否か判定するためのトリガパケットおよびルーティ
ングプロトコル情報を含むパケット、ＡＴＭコネクショ
ンの確立に使用するシグナリングセルなど、当該中継装
置宛てのパケットのみとなる。

【００２３】ここで、従来の中継装置において、図８に
おけるプロセッサ８６およびルーティング処理部８８
は、図７におけるプロセッサ７６と同様にパケットの種
類によらず、パケット組立・分割部８５からパケット到
着通知を受けた順序で当該パケットを処理している。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】図７のように構成され
る従来の中継装置では、ＡＴＭスイッチ部７２とパケッ
ト組立・分割部７５はＡＴＭスイッチ部７２の一本の入
出力回線を介して接続されており、ホップバイホップ転
送されるデータパケット、トリガパケット、ルーティン
グプロトコル情報を含むパケット、ＡＴＭコネクション
の確立で使用されるシグナリングセルなど、プロセッサ
７６で処理されるべきパケットがＡＴＭセル化された状
態で当該回線上に転送される。

【００２５】ＡＴＭスイッチ部７２からパケット組立・
分割部７５には、入力回線よりＡＴＭスイッチ部７２に
入力された順序とほぼ同じ順序でセルが出力される。ま
た、ＡＴＭスイッチ部７２とパケット組立・分割部７５
を接続する回線の帯域を越えてパケット組立・分割部７
５宛のセルがＡＴＭスイッチ部７２に入力される状態
（輻輳）が継続すると、ＡＴＭスイッチ部７２の内部で
セル廃棄が発生することが考えられる。

【００２６】従来の中継装置では、ＡＴＭスイッチ部７
２の入力側にパケット組立・分割部７５宛のセルの出力
順序を制御する機能がないため、上記セル廃棄はセルの
種類によらずに発生することになる。このような場合、
トリガパケット、ルーティングプロトコル情報を含むパ
ケット、シグナリングセル等の中継装置間での制御・管
理情報もホップバイホップ転送されるデータパケットと
同様に廃棄される。このため、中継装置間の制御や、管
理情報の中継装置間での共有化に影響を与える可能性が
あった。

【００２７】なお、このような問題を解決するために、
パケット組立・分割部７５がフレームメモリ７７内にセ
ルの種類毎あるいはパケットの種類毎にバッファキュー
を有し、例えばトリガパケットに他のパケットよりも高
い優先度を与えて、プロセッサ７６が優先的に処理する
構成をとったとしても、ＡＴＭスイッチ部７２の内部で
セルの種類によらずにセル廃棄が発生するため、装置全
体で見ると、必ずしもトリガパケットが優先的に処理さ
れるとは言えない。

【００２８】また、図８に示す構成でも、トリガパケッ
ト、ルーティングプロトコル情報を含むパケット、シグ
ナリングセルなど、重要度の高いパケットがセルの入力
状態に応じて破棄される可能があった。

【００２９】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、ＡＴＭスイッチの前段でパケット種類に応じた優
先制御を実現し、優先度の高いパケットを優先的に送出
して効率的なデータ通信を可能とする中継装置を提供す
ることを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
中継装置は、ＡＴＭスイッチを用いてネットワーク層に
おけるルーティング処理およびデータリンク層における
スイッチング処理を行う中継装置において、上記ルーテ
ィング処理およびスイッチング処理を行う前に、入力デ
ータをパケット単位で扱い、そのパケット種類を判別
し、各パケットをパケット種類に応じた優先度に従って
上記ＡＴＭスイッチに送出する優先度制御手段を具備し
たことを特徴とする。

【００３１】また、請求項２では、上記優先度制御手段
が上記ＡＴＭスイッチの前段に設けられ、パケット種類
毎にパケットを格納する複数のキューを有し、これらの
キューに格納されたパケットを各キュー毎に設定された
優先度に従って上記ＡＴＭスイッチに送出することを特
徴とする。

【００３２】また、請求項３では、上記優先度制御手段
が上記各キューの中で最も優先度の高いキューからパケ
ットを出力させることを特徴とする。また、請求項４で
は、上記優先度制御手段が上記各キューから優先度順に
パケットを出力させることを特徴とする。

【００３３】このような構成によれば、ＡＴＭスイッチ
の前段に設けられた優先度制御手段により、ルーティン
グ処理およびスイッチング処理を行う前に、入力データ
がパケット単位で扱われ、そのパケット種類に応じた優
先度に従ってＡＴＭスイッチに送出される。これによ
り、多数のトラフィックが入力された場合でも、優先度
の高いパケットが優先的に転送、処理され、ＡＴＭスイ
ッチ内で廃棄される可能性は低くなり、効率的なデータ
通信が可能となる。

【００３４】この場合、例えばトリガーパケット、制御
セル、ルーティング情報など、中継装置間の制御・管理
情報に高い優先度を与えることにより、中継装置間で迅
速な制御および管理情報の共有化が可能となる。

【００３５】また、各パケット種類毎の優先度を外部か
らの設定で可変にすることにより、ホップバイホップ転
送されるユーザデータに制御・管理情報より高い優先度
を与えることも可能となり、ユーザデータを優先的に処
理することもできる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る中継装置を説明する。本発明の中継装置
は、ＡＴＭネットワークの交換機として用いられ、ネッ
トワーク層におけるルーティング処理をソフトウェアあ
るいはハードウェアで行う（ホップバイホップ転送）こ
とに加え、隣接中継装置間でやり取りするトランスポー
ト層より上位層のプロトコルに応じて確立されるバイパ
ス転送路（カットスルー転送路）を使用して、ソフトウ
ェアの介在なしにハードウェアのみにより、データリン
ク層におけるスイッチング処理を行う（カットスルー転
送）ことにより、パケットのルーティングを高速に行う
ものである。

【００３７】以下では、中継装置の構成として、（ａ）
ホップバイホップ転送処理をソフトウェアで行う場合
と、（ｂ）ホップバイホップ転送処理をハードウェアで
行う場合とに分けて説明する。

【００３８】（ａ）ホップバイホップ転送処理をソフト
ウェアで行った場合図１はスイッチにＡＴＭスイッチを使用し、ホップバイ
ホップ転送処理をソフトウェアで行う場合の本発明の中
継装置の概略構成を示すブロック図である。図中１１₁
〜１１_n は入力回線、１２₁ 〜１２_n-1 は優先制御部、
１３はＡＴＭスイッチ部、１４はスイッチングテーブ
ル、１５₁ 〜１５_n は出力回線、１６はパケット組立・
分割部、１７はプロセッサ、１８はフレームメモリを示
す。

【００３９】図１において、図７と異なる点は優先制御
部１２₁ 〜１２_n-1 が設けられていることである。この
優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 は、ＡＴＭスイッチ部１３
の前段に設けられ、入力データをパケット単位で扱い、
そのパケット種類に応じた優先度制御を行うものであ
る。

【００４０】入力回線１１₁ 〜１１_n-1 より入力された
パケット（実際はＡＴＭセル）は、優先制御部１２₁ 〜
１２_n-1 において、パケットの種類が判別され、そのパ
ケット種類毎にキューイングされる。優先制御部１２₁
〜１２_n-1 において、各パケット種類毎に設けられたバ
ッファキュー２３₁ 〜２３_m （図２参照）には、それぞ
れＡＴＭスイッチ部１３に出力される順序に関して優先
度が与えられている。優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 は、
この優先度を持つバッフアキュー２３₁ 〜２３_m をスケ
ジューリングして、ＡＴＭスイッチ部１３にパケットを
出力する。なお、この優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 の詳
細動作については後に図２を参照して説明する。

【００４１】ＡＴＭスイッチ部１３にＡＴＭセルの形式
でパケットが入力されると、スイッチングテーブル１４
を参照して、該パケット（実際はＡＴＭセル）をハード
ウェアによりスイッチング処理する。スイッチングテー
ブル１４には、どのパケットをどの回線に出力するかと
いった情報が予め設定されている。また、ホップバイホ
ップ転送するか、カットスルー転送するかが決まってい
ないフローを流れるパケットはスイッチングテーブル１
４に出力回線１５_n に出力する設定が行われている。

【００４２】出力回線１５_n に出力されたパケットは、
パケット組立・分割部１６に入力される。該パケットは
ＡＴＭセルに分割されて入力されるため、パケット組立
・分割部１６でプロセッサ１７が処理できるようにフレ
ームメモリ１８上で元のパケットに組み立てられる。す
なわち、どういうアプリケーションに使用されるデータ
なのか、また、そのデータ長などの判断は１つのセルを
見ただけでは分からないため、パケット単位で各セルを
集めることにより、プロセッサ１７が処理できる形にす
る。

【００４３】パケットの組立が終了すると、パケット組
立・分割部１６はプロセッサ１７に当該フローのトリガ
パケットが到着したことを該パケットが格納されている
フレームメモリ１８のアドレス等と共に通知する。プロ
セッサ１７は、トリガ条件と比較し、該パケットが流れ
るフローをカットスルー転送するか否かの判定を行う。

【００４４】その結果、該フローをカットスルー転送す
る場合は、プロセッサ１７はスイッチングテーブル１４
にＡＴＭスイッチ部１３のスイッチング処理のみによ
り、該フローを流れるパケットのルーティングを行うよ
うに設定を行う。ホップバイホップ転送する場合は、ス
イッチングテーブルは変更せず、その後も該フローを流
れるパケットをプロセッサ１７でソフトウェアによりホ
ップバイホップ転送処理する。

【００４５】次に、カットスルーパケット（カットスル
ー転送されるパケット）とホップバイホップパケット
（ホップバイホップ転送されるパケット）の処理につい
て説明する。

【００４６】ＡＴＭスイッチ部１３にカットスルーパケ
ットが入力されると、スイッチングテーブルに従って出
力回線が決定され、その決定された出力回線１５₁ 〜１
５_n-1 にカットスルーパケットが出力される。

【００４７】ホップバイホップパケットは、スイッチン
グテーブル１４に出力回線１５_n にスイッチングする設
定が行われている。ＡＴＭスイッチ部１３の出力回線１
５_nに出力されたパケットはパケット組立・分割部１６
に転送される。

【００４８】パケット組立・分割部１６では、プロセッ
サ１７が処理できるようＡＴＭセルをフレームメモリ１
８上で元のパケットに組み立てる。パケットの組立が終
了すると、パケット組立・分割部１６はプロセッサ１７
にホップバイホップパケットが到着したことを該パケッ
トが格納されているフレームメモリ１８のアドレス等と
共に通知する。

【００４９】通知を受けたプロセッサ１７は、当該パケ
ットのヘッダ情報（送信元アドレス、宛先アドレス等）
に基づいてルーティング処理を行う。ルーティング処理
が終了すると、プロセッサ１７はパケット組立・分割部
１６に送信すべきパケットがフレームメモリ１８上に存
在することを通知する。パケット組立・分割部１６は、
フレームメモリ１８から送信パケットを取り出し、ＡＴ
Ｍセルに分割した後、ＡＴＭスイッチ部１３の入力回線
１１_n に入力する。入力回線１１_n から入力されたパケ
ットは、スイッチングテーブル１４に従って決定された
出力回線１５₁〜１５_n-1 に出力される。

【００５０】ここで、優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 につ
いて説明する。図２は優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 の概
略構成を示すブロック図である。優先制御部１２₁ 〜１
２_n-1 は、各入力回線１１₁ 〜１１_n-1 毎にＡＴＭスイ
ッチ部１３の前段に設けられており、図２に示すよう
に、パケット組立部２０、フィルタリング部２１、フィ
ルタリングテーブル２２、バッファキュー２３₁ 〜２３
_m、キュー管理部２４、セレクタ２５からなる。

【００５１】パケット組立部２０は、ＡＴＭセルの形で
分割して入力された各セルをパケット形式に組み立て
る。この場合、各セルの中の所定のセルにどのようなパ
ケットなのかを示す情報が書き込まれており、パケット
組立部２０はこの情報に基づいて各セルをパケット単位
で組み立てる。

【００５２】フィルタリング部２１は、パケット組立部
２０によって得られたパケットの種類を判別し、フィル
タリングテーブル２２を参照して、該パケットをその種
類に応じてバッファキュー２３₁ 〜２３_m に割り当て
る。なお、パケットの種類を判別する方法として、例え
ばＶＰＩ／ＶＣＩを用いる方法がある。

【００５３】すなわち、ＡＴＭネットワークの中には、
いくつかの仮想パス（ＶＰ）が設定され、さらに、その
各仮想パス毎に実際にデータを送る仮想チャネル（Ｖ
Ｃ）がいくつか設定されている。このため、まず、どの
ＶＰを使用するかを識別するために、セルのヘッダ部分
にＶＰＩ（Virtual Path Identifier ：仮想パス識別
子）を設けている。さらに、ＶＰの中のどのＶＣを使用
して相手にデータを送ればよいかを識別するために、セ
ルのヘッダ部分にＶＣＩ（Virtual Channel Identifie
r：仮想チャネル識別子）を設けている。このＶＰＩ／
ＶＣＩは、どのＶＰと、どのＶＣを選択して相手と通信
するかを決める部分であるため、ルーティング・ビット
（通信経路を選択するためのビット）と呼ばれている。
なお、セルは５３バイトからなり、そのうちの５バイト
をヘッダとして用い、残りの４８バイトをユーザ情報と
して用いている。

【００５４】ここで、例えばＵＮＩ（User-Network Int
erface）では、ＶＰＩが８ビット、ＶＣＩが１６ビット
用意されているが、実際に使用されるフィールドは制限
されている場合がある。また、いくつかの値は予め使用
方法が限定されており、その１つにコネクションを設定
するためのシグナリング用ＶＣＣ（Virtual ChannelCon
nection：仮想チャネル・コネクション）がある。この
シグナリング用ＶＣＣは、例えばシグナリングの用途に
よりＶＣＩの１，２，５に割り付けられている。したが
って、入力されたパケットの種類を判別する際に、当該
パケットの中の所定のセルに上記１，２，５のＶＣＩが
入っていたら、コネクション設定用のパケットと判定す
ることができる。

【００５５】なお、上記１，２，５のＶＣＩは下記のよ
うな種類を示す。ＶＣＩ＝１：メタシグナリングＶＣＩ＝２：ブロードキャストシグナリングＶＣＩ＝５：ポイント−ポイントシグナリングフィルタリングテーブル２２には、このようなパケット
の種類に応じたバッファキューの選択条件が予め設定さ
れている。バッファキュー２３₁ 〜２３_m は、フィルタ
リング部２１によってフィルタリングされたパケットを
格納するためのメモリであり、例えばバッファキュー２
３₁ ，２３₂ ，２３₃ …といった順で優先度が付けられ
ている。

【００５６】キュー管理部２４は、バッファキュー２３
₁ 〜２３_m に格納されたパケットの出力制御を後述する
固定優先方式（図３）またはラウンドロビン方式（図
４）にて行う。セレクタ２５は、キュー管理部２４の制
御によって動作し、バッファキュー２３₁ 〜２３_m に格
納されたパケットを選択的にＡＴＭスイッチ部１３に出
力する。

【００５７】以下、この優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 を
含めた中継装置の処理動作を説明する。各入力回線１１
₁ 〜１１_n-1 を介して入力されたパケット（実際はＡＴ
Ｍセル）は、優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 によって優先
度制御されてから、ＡＴＭスイッチ部１３に入力され
る。

【００５８】優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 内において、
ＡＴＭセルの形で入力される各セルは、パケット組立部
２０によってパケット形式にまとめられ、フィルタリン
グ部２１に与えられる。フィルタリング部２１では、ま
ず、入力されたパケットが正常なパケットであるか判断
し、正常パケットであることが分かった場合には、当該
パケットがどのような種類のパケットであるか判断す
る。このパケット種類のの判断は、当該パケットを構成
する各セルの中の所定のセルに書き込まれた情報を読み
込むことにより行う。

【００５９】パケットの種類としては、トリガパケッ
ト、ルーティングプロトコル情報を含むパケット、シグ
ナリングセル等の中継装置間での制御・管理情報および
ユーザのデータパケットが挙げられる。

【００６０】パケットの種類が判明すると、フィルタリ
ング部２１はフィルタリングテーブル２２を参照し、当
該種類のパケットをどのバッファキュー２３₁ 〜２３_m
に格納すべきか決定する。その際、単純にパケット種類
毎にバッファキュー２３₁ 〜２３_m を割り当てる場合に
は、パケット種類とバッファキュー２３₁ 〜２３_m を１
対１に対応させれば良いが、ここではパケット種類とそ
の他の情報（例えば当該パケットの送信元、当該パケッ
トの送信先あるいは当該パケットが転送されるフロー
等）を組み合わせた条件でバッファキュー２３₁ 〜２３
_m を割り当てるなど、柔軟性も考慮しているため、フィ
ルタリングテーブル２２を配置している。

【００６１】このフィルタリングテーブル２２を検索し
て当該パケットが格納されるべきバッファキュー２３₁
〜２３_m が決定すると、フィルタリング部２１は当該パ
ケットをその決定されたバッファキュー２３₁ 〜２３_m
に格納する。バッファキュー２３₁ 〜２３_m は最初に格
納したパケットから順に出力する方式であるＦＩＦＯ
（先入れ先出し方式）の形態をとる。ここまでが、優先
制御部１２₁ 〜１２_n-1の入力側の動作である。

【００６２】優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 の出力側で
は、各バッファキュー２３₁ 〜２３_mからキュー管理部
２４に対して、ＡＴＭスイッチ部１３側に出力すべきパ
ケットが１パケット以上格納されているか否かを示す信
号（キューステータス信号）が入力される。キュー管理
部２４では、このキューステータス信号に基づいて次に
ＡＴＭスイッチ部１３に出力すべきパケットが格納され
ているバッファキュー２３₁ 〜２３_m を決定し、該当す
るバッファキュー２３₁ 〜２３_m に対してのみＡＴＭス
イッチ部１３へのパケット出力を許可する信号（出力イ
ネーブル信号）をアクティブにする。

【００６３】同時に、キュー管理部２４は該当するバッ
ファキュー２３₁ 〜２３_m からのパケットがＡＴＭスイ
ッチ部１３に出力されるようにセクレタ２５を切り替え
る。どのように優先制御を行うかはキュー管理部２４に
実装されるアルゴリズムに依存する。本実施形態では、
固定優先方式（図３）とラウンドロビン方式（図４）の
２つを示す。

【００６４】ここで、キューステータス（＃ｘ）信号
は、バッファキュー＃ｘに１パケット以上格納されてい
るか否かを示し、“Ｈ”レベルのとき、１パケット以上
格納されていることを示す信号であるとする。出力イネ
ーブル（＃ｘ）信号は、バッファキュー（＃ｘ）にパケ
ットの出力を許可するか否かを示し、“Ｈ”レベルのと
き、出力許可を示す信号であるとする。また、バッファ
キュー（＃１）に最も高い優先度を割り当て、バッファ
キュー（＃ｍ）に最も低い優先度を割り当るものとす
る。

【００６５】固定優先方式は、次にＡＴＭスイッチ部１
３に出力すべきパケットを決定する際、パケットを１パ
ケット以上格納しているバッファキューで、最も優先度
の高いバッファキューからパケットを出力させる方式で
ある。

【００６６】具体的には、キュー管理部２４が図３に示
すような構成をとり、バッファキュー（＃１）にパケッ
トが格納されている場合（キューステータス（＃１）＝
“Ｈ”レベル）に、必ず、バッファキュー（＃１）にパ
ケットの出力を許可する（出力イネーブル（＃１）＝
“Ｈ”レベル）。バッファキュー（＃２）にパケットの
出力を許可する出力イネーブル（＃２）は自バッファキ
ューより高い優先度を持つバッファキュー（＃１）にパ
ケットが格納されていない場合（キューステータス（＃
１）＝”Ｌ”レベル）に限り、“Ｈ”レベルとなる。

【００６７】デコーダ３１は、出力イネーブル（＃１）
〜出力イネーブル（＃ｍ）をデコードし、出力許可され
たバッファキューから出力されるパケットがＡＴＭスイ
ッチ部１３に出力されるようにセレクタ２５を制御する
信号（セレクタ制御信号）を生成する。

【００６８】このように、固定優先方式では、常に最も
優先度の高いバッファキューからパケットが出力される
ことになる。ラウンドロビン方式は、次にＡＴＭスイッ
チ部１３に出力するパケットを決定する際、前回ＡＴＭ
スイッチ部１３にパケットを出力したバッファキューの
次に高い優先度を持つバッファキューにパケットを出力
する権利を与える方式である。ただし、出力する権利を
与えるのみであるので、権利を与えられたバッファキュ
ーに出力すべきパケットが格納されていない場合には、
さらに次に高い優先度を持つバッファキューに権利を与
える。

【００６９】このように、ラウンドロビン方式では、パ
ケットをＡＴＭスイッチ部１３に出力する権利を与えら
れ、かつ、出力すべきパケットを格納しているバッファ
キューからパケットが出力される。

【００７０】具体的には、キュー管理部２４が図４に示
すような構成をとり、例えば前回バッファキュー（＃
１）からパケットを出力した場合には、まず、バッファ
キュー（＃２）に出力すべきパケットが格納されている
かを判定する。格納されていれば、ラウンドロビンスケ
ジューラ４１はバッファキュー（＃２）に出力許可を与
え、出力イネーブル生成部４２で出力イネーブル（＃
２）のみを“Ｈ”レベルにして出力する。

【００７１】デコーダ４３は、バッファキュー（＃２）
から出力されるパケットがＡＴＭスイッチ部１３に出力
されるようにセレクタ２５を制御する信号（セレクタ制
御信号）を生成する。を制御する信号を生成する。

【００７２】また、バッファキュー（＃２）に出力すべ
きパケットが格納されていない場合には、ラウンドロビ
ンスケジューラ４１はバッファキュー（＃３）に出力す
る権利を与え、バッファキュー（＃３）に出力すべきパ
ケットが格納されているか判定する。出力すべきパケッ
トが格納されているバッファキューが見つかるまで、同
様の動作を繰り返す。

【００７３】出力すべきパケットが格納されているバッ
ファキューが見つかった時点で、ラウンドロビンスケジ
ューラ４１は該バッファキューの次に優先度の高いバッ
ファキューを指して停止し、次回、出力するパケットを
決定する際には、前記バッファキューから出力する権利
を与え、当該バッファキューに出力すべきパケットが格
納されているか判定する。

【００７４】すなわち、ラウンドロビン方式は、上記固
定優先方式のように特定のバッファキューから優先的に
パケットをＡＴＭスイッチ部１３に出力するのではな
く、全てのバッファキューを対象として、各バッファキ
ューから優先順にパケットを出力させる方式である。

【００７５】このように、ＡＴＭスイッチ部１３の前段
に優先制御部１２₁ 〜１２_n-1 に設け、スイッチング処
理及びルーティング処理を行う前に入力データをパケッ
ト単位で扱い、そのパケット種別に応じた優先度制御を
行うことにより、ＡＴＭスイッチ部１３とパケット組立
・分割部１６を接続する回線の帯域を越えるトラフィッ
クが入力された場合でも、重要度の高いパケットが優先
的にパケット組立・分割部１６に転送、処理されるた
め、ＡＴＭスイッチ部１３内で廃棄される可能性は低く
なる。

【００７６】したがって、例えばカットスルートリガー
パケット、制御セル、ルーティング情報など、中継装置
間の制御・管理情報に高い優先度を与えることにより、
中継装置間で迅速な制御および管理情報の共有化が可能
となる。

【００７７】また、各パケット種類毎の優先度を可変に
することにより、ホップバイホップ転送されるユーザデ
ータに制御・管理情報より高い優先度を与えることが可
能となり、当該中継装置においてユーザデータを優先的
に処理することもできる。優先度の設定は当該中継装置
のユーザのシナリオ（ホップバイホップ転送されるユー
ザデータに高い優先度を与える、制御情報に高い優先度
を与える、管理情報に高い優先度を与える等）に合わせ
て柔軟に行うことができる。

【００７８】（ｂ）ホップバイホップ転送処理をハード
ウェアで行う場合図５はスイッチにＡＴＭスイッチを使用し、ホップバイ
ホップパケットをハードウェアによるルーティング処理
する場合の中継装置の概略構成を示すブロック図であ
る。図中５１₁ 〜５１_n は入力回線、５２₁ 〜５２_n-1
は優先制御部、５３はＡＴＭスイッチ部、５４はスイッ
チングテーブル、５５₁ 〜５５_n は出力回線、５６はパ
ケット組立・分割部、５７はプロセッサ、５８はフレー
ムメモリ、５９はルーティング処理部を示す。

【００７９】図１と異なる点は、出力回線５５_n からパ
ケット組立・分割部５６に転送され、フレームメモリ５
８上に組み立てられたホップバイホップパケットのルー
ティング処理をルーティング処理部５９で行うことであ
る。

【００８０】ルーティング処理部５９は、フレームメモ
リ５８上にパケットの組立が終了したことをパケット組
立・分割部５６より通知されると、該パケットのヘッダ
情報（送信元アドレス、宛先アドレス等）に基づいてル
ーティング処理を行う。ルーティング処理終了後、パケ
ット組立・分割部５６に送信すべきパケットがフレーム
メモリ５８上に存在することを通知する。パケット組立
・分割部５６は、該パケットをＡＴＭセルに分割し、回
線５１_n よりＡＴＭスイッチ部５３に入力する。

【００８１】このように、ルーティング処理部５９をハ
ードウェアで構成することにより、高速なルーティング
処理が実現できる。この場合、図５の構成では、プロセ
ッサ５７で処理すべきパケットはトリガパケットおよび
ルーティングプロトコル情報を含むパケット、ＡＴＭコ
ネクション確立に使用するシグナリングセル等の当該中
継装置宛のパケットのみとなる。

【００８２】図６にルーティング処理部５９の概略構成
を示す。ルーティング処理部５９は、フレームメモリ管
理部６１、ヘッダ解析部６２、テーブルＩ／Ｆ６３、フ
ォワーディングテーブル６４からなる。このルーティン
グ処理部５９の内部では、パケット組立・分割部５６か
らパケット組立終了の通知を受けると共に、当該パケッ
トが格納されているフレームメモリ５８のアドレス等を
受け取り、フレームメモリ管理部６１で管理する。

【００８３】フレームメモリ管理部６１は、通知された
当該パケットが格納されているフレームメモリ５８のア
ドレスに基づいて当該パケットのヘッダ情報を抽出し、
これをヘッダ解析部６２に転送する。ヘッダ解析部６２
では、抽出されたヘッダ情報の解析を行い、当該パケッ
トのルーティング情報が格納されているフォワーディン
グテーブル６４を検索するためのキーを作成し、テーブ
ルＩ／Ｆ６３に通知する。

【００８４】テーブルＩ／Ｆ６３は、通知されたフォワ
ーディングテーブル６４の検索キーで、当該パケットの
出力方路情報であるルーティング情報をフォワーディン
グテーブル６４から検索し、抽出する。抽出されたルー
ティング情報は、当該ルーティング情報がどのパケット
に関連するものか識別するための情報と共にフレームメ
モリ管理部６１に転送される。

【００８５】フレームメモリ管理部６１は、抽出したル
ーティング情報を当該パケットが格納されているフレー
ムメモリアドレスに書き込み、パケット組立・分割部５
６にルーティング処理が終了したことを通知する。

【００８６】このような構成において、図１と同様に、
ＡＴＭスイッチ部５３の前段に設けられた優先制御部５
２₁ 〜５２_n-1 が入力データをパケット単位で扱い、そ
のパケット種類に応じた優先度制御を行うことを特徴と
する。

【００８７】なお、優先制御部５２₁ 〜５２_n-1 の構成
については図２と同様であり、また、その中に設けられ
るキュー管理部２４の構成（固定優先方式／ラウンドロ
ビン方式）についても図３および図４と同様であるた
め、ここでは、その説明を省略するものとする。

【００８８】この優先制御部５２₁ 〜５２_n-1 による優
先度制御により、ＡＴＭスイッチ部５３とパケット組立
・分割部５６を接続する回線の帯域を越えるトラフィッ
クが入力された場合でも、重要度の高いパケットが優先
的にパケット組立・分割部５６に転送、処理されるた
め、ＡＴＭスイッチ部５３内で廃棄される可能性は低く
なる。

【００８９】したがって、例えばカットスルートリガー
パケット、制御セル、ルーティング情報など、中継装置
間の制御・管理情報に高い優先度を与えることにより、
中継装置間で迅速な制御および管理情報の共有化が可能
となる。

【００９０】また、各パケット種類毎の優先度を可変に
することにより、ホップバイホップ転送されるユーザデ
ータに制御・管理情報より高い優先度を与えることが可
能となり、当該中継装置においてユーザデータを優先的
に処理することもできる。優先度の設定は当該中継装置
のユーザのシナリオ（ホップバイホップ転送されるユー
ザデータに高い優先度を与える、制御情報に高い優先度
を与える、管理情報に高い優先度を与える等）に合わせ
て柔軟に行うことができる。

【００９１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ルーティ
ング処理およびスイッチング処理を行う前に入力データ
をパケット単位で扱い、そのパケット種類に応じた優先
度に従ってＡＴＭスイッチに送出する構成としたことに
より、優先度の高いパケットを優先的に転送、処理する
ことが可能となり、効率的なデータ通信を実現すること
ができるまた、例えばトリガーパケット、制御セル、ル
ーティング情報など、中継装置間の制御・管理情報に高
い優先度を与えることにより、中継装置間で迅速な制御
および管理情報の共有化が可能となる。

【００９２】また、各パケット種類毎の優先度を外部か
らの設定で可変にすることにより、ホップバイホップ転
送されるユーザデータに制御・管理情報より高い優先度
を与えることも可能となり、ユーザデータを優先的に処
理することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中継装置の概略構成を示す図であっ
て、スイッチにＡＴＭスイッチを使用し、ホップバイホ
ップ転送処理をソフトウェアで行う場合の概略構成を示
すブロック図。

【図２】上記中継装置に用いられる優先制御部の概略構
成を示すブロック図。

【図３】上記優先制御部内のキュー管理部を固定優先方
式で実現した場合の概略構成を示すブロック図。

【図４】上記優先制御部内のキュー管理部をラウンドロ
ビン方式で実現した場合の概略構成を示すブロック図。

【図５】本発明の中継装置の概略構成を示す図であっ
て、スイッチにＡＴＭスイッチを使用し、ホップバイホ
ップ転送処理をハードトウェアで行う場合の概略構成を
示すブロック図。

【図６】上記中継装置内のルーティング処理部の概略構
成を示すブロック図。

【図７】従来の中継装置の概略構成を示す図であって、
スイッチにＡＴＭスイッチを使用し、ホップバイホップ
転送処理をソフトウェアで行う場合の概略構成を示すブ
ロック図。

【図８】従来の中継装置の概略構成を示す図であって、
スイッチにＡＴＭスイッチを使用し、ホップバイホップ
転送処理をハードウェアで行う場合の概略構成を示すブ
ロック図。

【符号の説明】

１１₁ 〜１１_n …入力回線１２₁ 〜１２_n-1 …優先制御部１３…ＡＴＭスイッチ部１４…スイッチングテーブル１５₁ 〜１５_n …出力回線、１６…パケット組立・分割部１７…プロセッサ１８…フレームメモリ２０…パケット組立部２１…フィルタリング部２２…フィルタリングテーブル２３₁ 〜２３_m …バッファキュー２４…キュー管理部２５…セレクタ３１…デコーダ４１…ラウンドロビンスケジューラ４２…出力イネーブル生成部４３…デコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡＴＭスイッチを用いてネットワーク層
におけるルーティング処理およびデータリンク層におけ
るスイッチング処理を行う中継装置において、上記ルーティング処理およびスイッチング処理を行う前
に、入力データをパケット単位で扱い、そのパケット種
類を判別し、各パケットをパケット種類に応じた優先度
に従って上記ＡＴＭスイッチに送出する優先度制御手段
を具備したことを特徴とする中継装置。
【請求項２】上記優先度制御手段は、上記ＡＴＭスイ
ッチの前段に設けられ、パケット種類毎にパケットを格
納する複数のキューを有し、これらのキューに格納され
たパケットを各キュー毎に設定された優先度に従って上
記ＡＴＭスイッチに送出することを特徴とする請求項１
記載の中継装置。
【請求項３】上記優先度制御手段は、上記各キューの
中で最も優先度の高いキューからパケットを出力させる
ことを特徴とする請求項２記載の中継装置。
【請求項４】上記優先度制御手段は、上記各キューか
ら優先度順にパケットを出力させることを特徴とする請
求項２記載の中継装置。