JPH08256180A

JPH08256180A - データ通信ネットワーク装置

Info

Publication number: JPH08256180A
Application number: JP28203795A
Authority: JP
Inventors: Dwayne R Bennett; ドウェイン・アール・ベネット; Clifford S Yeung; クリフォード・エス・イュング; Wayne Wu; ウェイン・ウー
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1996-10-01
Also published as: US5490007A; CA2154716A1; EP0709987A3; EP0709987A2

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバ・チャネルに大きなファイル・フ
ォーマットのデータの転送時に、ネットワークや光ファ
イバ・チャネルが通信に支障を来す点を解消するデータ
通信ネットワーク装置を提供すること。【解決手段】チャネル・モジュールのメモリ・インタ
フェース装置内のマルチプレクサ５３４を通してクラス
１のデータをチャネル・モジュールのポート・インテリ
ジェンス装置から光ファイバ・チャネルに転送中に、混
合データを転送する場合に、チャネル・モジュールのメ
モリ・インタフェース装置内の送信制御ユニット６２０
によりＦＩＦＯバッファ６１０に混合データを格納し、
クラス１のデータの中断を送信制御論理ユニット６２０
が検出すると、ＦＩＦＯバッファ６１０に格納された混
合データをマルチプレクサ５３４を介してポート・イン
テリジェンス装置から光ファイバ・チャネルに転送す
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、総括的にいえば、
高速データ通信ネットワークに関し、詳細にいえば、光
ファイバ・チャネル・ネットワークのフレームの連続し
たストリームに個別のデータ・フレームを挿入するため
のＦＩＦＯバイパス切り換えを行うデータ通信ネットワ
ーク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】メインフレーム、スーパ・コンピュー
タ、大容量記憶装置、ワークステーションおよび超高解
像度表示サブ装置をファイルおよび印刷の共用を容易と
するために互いに接続することがよくある。特にデータ
がグラフィック・ベースのアプリケーションに典型的な
大きなファイル・フォーマットのものである場合、この
タイプの接続に使用される一般的なネットワークおよび
チャネルが通信の隘路となることがしばしばある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】プロセッサ間、および
プロセッサと周辺装置の間のデータ通信接続には、２つ
の基本的なタイプがある。「チャネル」は通信する装置
の間に直結または切り換え２地点間接続をもたらす。チ
ャネルの主要なタスクは遅延をできるだけ少なくして、
できるだけ高いデータ転送率でデータを移送することだ
けである。チャネルは通常、簡単なエラー修正をハード
ウェアで行う。これに対し、「ネットワーク」は分散し
たノード（たとえば、ワークステーション、大容量記憶
装置）を、これらのノードの間のインタアクションをサ
ポートしているネットワーク自体のプロトコルによって
統合したものである。通常、各ノードは伝送媒体を取り
合うものであり、各ノードはネットワーク上のエラー状
態を認識できなければならず、またエラー状態からの回
復に必要とされるエラー管理を行わなければならない。

【０００４】従来開発されている通信相互接続のタイプ
の１つは光ファイバ・チャネルである。光ファイバ・チ
ャネル・プロトコルが開発され、アメリカ情報装置国家
規格（ＡＮＳＩ）として採用されている。光ファイバ・
チャネルの規格に関する詳細については「Fiber Channe
l Physical and Signalling Interface （ファイバ・チ
ャネル物理的および信号インターフェース）」、改訂
４．２、「American National Standard for Informati
on System （情報装置に関する米国標準規格）」( ＡＮ
ＳＩ）（１９９３年）を参照されたい。簡単にいえば、
光ファイバ・チャネルは切り換え型交換プロトコルで、
ワークステーション、スーパ・コンピュータおよび各種
の周辺装置の間での同時通信を可能とする。光ファイバ
・チャネルが提供する総ネットワーク帯域幅はテラビッ
ト／秒程度である。光ファイバ・チャネルは両方向へ同
時に１ギガビット／秒を越える速度でデータ・フレーム
を伝送できる。また、インターネット・プロトコル（Ｉ
Ｐ）、小型コンピュータ装置用インタフェース（ＳＣＳ
Ｉ）、高性能並列インタフェース（ＨＩＰＰＩ）および
インテリジェント周辺機器インタフェース（ＩＰＩ）な
どの既存のプロトコルを、光ファイバおよび銅ケーブル
の両方で移送することもできる。

【０００５】基本的に、光ファイバ・チャネルはチャネ
ルとネットワークを混成したもので、必要な接続性、距
離およびプロトコルの多重化をもたらすのに十分なネッ
トワーク機能と、簡便性、性能の反復性および転送の信
頼性を維持するのに十分なチャネル機能を含んでいる。
光ファイバ・チャネルは装置を接続するために、「ファ
ブリック」として知られる能動的インテリジェント相互
接続手法を備えている。ファブリックはファブリックに
接続された各種のネットワーク要素ないし「ノード・ポ
ート」（Ｎ＿ポート）を相互接続するエンティティであ
る。ファブリックはサービス・クラスによって規定され
るフレーム内に含まれている情報に基づいてデータ・フ
レームを経路指定する能力を有している。Ｎ＿ポートは
それ自体とファブリックの間の単純な２地点間接続を管
理するだけのものである。その送信は制御プロトコルか
ら絶縁されているので、異なるトポロジ（たとえば、２
地点間リンク、リング、マルチドロップ・バス、クロス
ポイント・スイッチ）を実施することができる。ファブ
リックは自動管理されるので、Ｎ＿ポートは局管理機能
を必要とせず、装置の実施が大幅に簡素化される。

【０００６】光ファイバ・チャネルの工業標準では、い
くつかのタイプのデータ転送がある。クラス１転送はＮ
＿ポート間に専用回線切り換え接続を必要とするもの
で、少なくとも１つのデータ・フレームの転送を含んで
おり、Ｎ＿ポート間に多くのデータ・フレームを含んで
いる場合が多い。クラス２転送はＮ＿ポート間の無接続
フレーム切り換えを対象としてもので、通常、単一のデ
ータ・フレームをあるＮ＿ポートから他のＮ＿ポートへ
転送することだけを含んでいる。クラス２サービスは確
実な転送および受信の確認を行う。クラス２では転送さ
れるフレームごとにオーバヘッドの処理が必要であるの
に対し（すなわち、各データ・フレームはペイロードす
なわちデータを実際に転送する前に処理する必要のあ
る、関連したヘッダ・フィールドを有している）、クラ
ス１データ転送は最初のフレームの前でだけオーバヘッ
ドを処理する。クラス３転送はクラス２転送と同様であ
るが、クラス３転送では受信確認を行わない点が異なっ
ている。

【０００７】クラス１およびクラス２両方の機能をある
程度備えているオプション・モードのデータ転送を混合
という。混合は独立した低優先順位のデータ・パスを有
しており、このパスはすべてのＮ＿ポートにアクセス可
能であり、かつ遊休時間中に適切な帯域幅を利用できる
場合に、クラス２データ転送などの無接続トラフィック
を、クラス１データの連続ストリームに注入することを
可能とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はクラス１フレー
ムの連続ストリームに混合データを挿入するデータ通信
ネットワーク装置を提供する。バイパス・バスを先入れ
先出し（以下、ＦＩＦＯという）バッファとともに光フ
ァイバスイッチ要素内に設けて、現在クラス１データを
伝送している光フアイバ・スイッチ要素を介して混合デ
ータ・フレームを経路指定する。スイッチ・モジュール
と複数の光ファイバ・チャネルの間に配設されたチャネ
ル・モジュールは、ポート・インテリジェンス装置とメ
モリ・インタフェース装置からなっている。ポート・イ
ンテリジェンス装置は所定のプロトコル、好ましくは光
ファイバ・チャネルにしたがって光ファイバ・チャネル
とのデータの送受信を担う。メモリ・インタフェース装
置は受信メモリ・ユニット、送信メモリ・ユニット、お
よびメモリ制御論理からなっている。

【０００９】メモリ制御論理がクラス１のデータ転送が
発生したと判断した場合、メモリ制御論理はバイパス・
マルチプレクサを作動させ、クラス１の宛先データが光
ファイバ・スイッチ要素からバイパス・バスに沿って直
接伝送されるようにする。混合フレームが光ファイバ・
スイッチ要素を介して渡す場合には、混合フレームが同
時にＦＩＦＯバッファへ渡されるとともに、クラス１デ
ータ転送がバイパス・バスを介して行われる。混合フレ
ームがＦＩＦＯバッファへ完全に書き込まれた後、メモ
リ制御論理はクラス１のデータ転送に切れ目があること
を示す遊休状態を示すタグを検出するまで待機する。次
いで、制御論理はマルチプレクサを切り換えて、所定の
光ファイバ・チャネルへ転送するため、ＦＩＦＯバッフ
ァにポート・インテリジェンス装置への混合フレームの
書込みを開始させる。

【００１０】

【発明の実施の形態】簡単にいえば、本発明は集中制御
により、並列非ブロッキング・クロスポイント・アーキ
テクチャに基づく光ファイバ・スイッチ要素内のデータ
の連続ストリームに個別のデータ・フレームを経路指定
する機構を提供する。バイパス・バスをＦＩＦＯバッフ
ァとともに設けて、混合データ転送を実施する。

【００１１】本明細書で使用する場合、以下の用語およ
び成句は次のように定義される。クラス１サービス確実な転送と受信通知を行う回線切り換え接続クラス２サービス確実な転送と受信通知を行う無接続フレーム切り換えリ
ンククラス３サービス確認を行わない無接続サービスＦ＿ポート「ファブリック」ポート。Ｎ＿ポートを物理的に接続す
るためのファブリックのアクセス・ポイントファブリック光ファイバ・チャネル・ネットワークの経路指定を処理
する光ファイバ・チャネルで定義した相互接続方法フレーム基本的転送要素を定義する送信ビットの線形集合混合（intermix) クラス１および２の機能を備えたサービスのクラス。混
合はクラス１接続の全チャネルを確信するとともに、ク
ラス２のトラフィックが利用可能な帯域幅を通過できる
ようにする。リンク通信チャネルＮ＿ポート「ノード」ポート。リンクのノード端における光ファイ
バ・チャネルで定義したハードウェア・エンティティ。

【００１２】代表的な光ファイバ・チャネル・アーキテ
クチャのブロック図を示している図１を参照されたい。
光ファイバ・チャネル・ネットワーク１００が示されて
いる。ワークステーション１２０、メインフレーム１２
２およびスーパ・コンピュータ１２４が光ファイバ・チ
ャネル・ファブリック１１０を介して、各種のサブ装置
（たとえば、磁気テープ・サブ装置１２６、磁気ディス
ク・サブ装置１２８、および表示サブ装置１３０）とと
もに相互接続されている。光ファイバ・チャネル・ファ
ブリック１１０はファブリックに接続された各種のノー
ド・ポート（Ｎ＿ポート）を相互接続するエンティティ
である。光ファイバ・チャネル・ファブリック１１０の
必須機能は送信元（source) Ｎ＿ポートからデータのフ
レームを受信し、第１のプロトコルを使用して、フレー
ムを宛先Ｎ＿ポートへ経路指定することである。好適な
実施例において、第１のプロトコルは光ファイバ・チャ
ネル・プロトコルである。本発明の範囲を逸脱すること
なく、非同期転送モード（ＡＴＭ）などのその他のプロ
トコルを使用することもできる。

【００１３】光ファイバ・チャネル・ファブリック１１
０に接続された各種の装置およびサブ装置（たとえば、
ワークステーション１２０および磁気テープ・サブ装置
１２６）の各々は、関連するＮ＿ポート１４０を含んで
いる。Ｎ＿ポートはリンクのノード端におけるハードウ
ェア・エンティティである。Ｆ＿ポート１４２は各種の
Ｎ＿ポート１４０を物理的に接続するための光ファイバ
・チャネル・ファブリック１１０のアクセス・ポイント
である。光ファイバ・チャネル・ファブリック１１０は
サービス・クラスによって規定されたフレーム内に含ま
れる情報に基づいてデータ・フレーム（下記の図２参
照）を経路指定する能力を有している。Ｎ＿ポートはＮ
＿ポート自体と光ファイバ・チャネル・ファブリック１
１０の間の単純な２地点間接続を管理するだけのもので
ある。光ファイバ・チャネル・ファブリック１１０は自
動管理されるので、Ｎ＿ポートは局管理機能を必要とせ
ず、装置の実施が大幅に簡素化される。

【００１４】図２のｂは本発明によるデータの構成を示
す。好適な実施例において、データ・フレームはペイロ
ードの大きさにもよるが、最大幅が２１４８バイトであ
る。フレーム１８０は光ファイバ・チャネル・ネットワ
ークによって送信されるデータの最も小さい分割不能な
パケットである。フレーム１８０のアドレス指定は、長
さが２４バイトのフレーム・ヘッダ１８２内で行われ
る。フレームは下記のフィールドで構成されている。フレーム始端デリミタ（４バイト）フレーム・ヘッダ（２４バイト）オプションのヘッダ（６４バイト）ユーザ・データを含んでいる可変長ペイロード（０〜２
０４８バイト）周期冗長性チェック・エラー・チェック（４バイト）フレーム終端デリミタ（４バイト）フレーム・ヘッダ１８２はさらに図示のように定義され
る（ＡＡおよびＢＢはそれぞれ複数のフィールドを表
す）。フレーム１８０のアドレス指定は送信元アドレス
（SOURCE ADDR) および宛先アドレス（DESTINATION
ADDR）を使用して達成される。各々の接続されたＮ＿ポ
ートは固有のアドレス識別子を有している。

【００１５】図３は本発明による光ファイバ・スイッチ
要素のブロック図を示す。光ファイバ・スイッチ要素２
００は複数の光ファイバ・チャネル（図示せず）の選択
的な相互接続を許容することによって、光ファイバ・チ
ャネル・ネットワークを実現できるようにするものであ
る。光ファイバ・スイッチ要素２００は回線切り換えお
よびフレーム切り換えの両方を可能とする。回線切り換
えは専用接続でのデータ転送を可能とする。回線切り換
えモードにおいては、データ転送が行われる前に２つの
Ｎ＿ポート間の専用経路が確立される。この専用経路は
２つのＮ＿ポートのいずれかの接続が絶たれるまで維持
される。フレーム交換は無接続データ転送モードで、経
路指定リソースはフレームごとに動的に割り当てられ
る。

【００１６】スイッチ・モジュール２２０はチャネル制
御ボックス２１０を介して、光ファイバ・チャネル・フ
ァブリック内でＦ＿ポートに接続されている。スイッチ
・モジュール２２０はコア・スイッチ帯域幅を担ってい
る。スイッチ・モジュール２２０に接続されている転送
路割り当て装置２３０は一般に、スイッチ・モジュール
２２０を介してＦ＿ポート（チャネル制御ボックス２１
０内に論理的に配置されている）間でフレームを送る。
転送路割り当て装置２３０は本質的に、切り換えおよび
ポート・リソースの割振りおよび制御のための専用のマ
ルチプロセッサ・サブ装置である。フレーム交換には比
較的多量のバッファリングが必要なのに対し、回線切り
換えでは経路指定リソースの事前割り当てが必要であ
る。

【００１７】回線切り換えおよびフレーム切り換えの両
方を達成するために、光ファイバ・スイッチ要素２００
はチャネル制御ボックス２１０内にローカル・バッファ
リングを、また転送路割り当て装置２３０内に集中経路
指定ハードウェアを備えている。好適な実施例において
は、２つのバッファリング・モードがある。第１のモー
ドは「カット・スルー」モードのバッファリングといわ
れるものである。カット・スルー・モードはフレームが
バッファに書き込まれている間に、フレーム・データを
読み取ることを可能とする。このモードは光ファイバ・
スイッチ要素２００によるデータ・フレームの迅速な経
路指定を容易とする。チャネル制御ボックス２１０は通
常、光ファイバ・スイッチ要素２００の負荷が軽い場合
には、カット・スルー・モードで作動する。第２のモー
ドは「格納／転送」モードのバッファリングといわれる
ものである。このモードはフレーム全体をバッファに書
き込んでから、読取りを行うより標準的なタイプのバッ
ファリングと類似している。格納／転送モードは通常、
たとえば、混合動作中に使用される。

【００１８】要素コントローラ２４０は転送路割り当て
装置２３０およびスイッチ・モジュール２２０に接続さ
れており、集中ファブリック管理を行う。要素コントロ
ーラ２３０の特徴はＮ＿ポートと通信するための埋め込
みポートである。

【００１９】図４は光ファイバ・スイッチ要素２００の
詳細ブロック図を示す。光ファイバ・スイッチ要素２０
０は複数のチャネル・モジュール３０４を有しており、
これらのチャネル・モジュールにそれぞれのポートＰ₁
ないしＰ_iを介して、光ファイバ・チャネル３０２が接
続されている。好適な実施例では４つのチャネル・モジ
ュールがあり、その各々はファブリックに対する２６６
Ｍボーの双方向転送路を備えている。本発明の範囲を逸
脱することなく、他の構成を実施することができる。た
とえば、２つの５３１Ｍボーのチャネル・モジュールあ
るいは単一の１０６３Ｍボーのチャネル・モジュールを
使用することもできる。

【００２０】各チャネル・モジュール３０４は１つまた
はそれ以上の光ファイバ・チャネル３０２に接続されて
おり、ポート・インテリジェンス、ならびにデータ・フ
レームを一時的に記憶するための受信メモリを備えてい
る。チャネル・モジュール３０４はスイッチ・モジュー
ル２２０に接続されており、このモジュールは電源３０
６からの電気エネルギを接続３０８を介して分配する。
好適な実施例において、スイッチ・モジュール２２０は
バック・プレーンの一部として実現されており、多数の
機能的インタフェース要素がバック・プレーン上に配設
されている。

【００２１】スイッチ・モジュール２２０は状態マルチ
プレクサ（以下、ＭＵＸという）３１０を有しており、
この状態マルチプレクサはチャネル・モジュール３０４
から光ファイバ・チャネル３０２に関する状態信号を受
け取るように構成されている。状態信号は少なくとも次
のものを含んでいる。新しいデータ・フレームをチャネ
ル・モジュール３０４の受信メモリ（図６参照）が受信
した時間、および新しいヘッダ情報の転送路割り当て装
置２３０への送信準備ができた時間を示す「新規フレー
ム到着」信号、ポート（Ｐ₁ないしＰ_i）から受信した
データを受信メモリから光ファイバ・スイッチ要素２０
０へ送信する準備ができた時間を示す「受信機準備完了
（「ｒｘｒｅａｄｙ」）」信号、混合分布ネットワー
ク（ＩＤＮ）３１６の準備ができているが（すなわち、
使用されていない）、データ転送の準備ができていない
（すなわち、現在使用されている）時間を示す「混合バ
ス準備完了」信号、ポート・インテリジェンス機構（図
６参照）が活動状態／非活動状態である時間を示す「ポ
ート活動状態」信号、送信メモリ（図６参照）がポート
・インテリジェンス機構へ送信されるよう指定されたデ
ータを受信する準備ができた時間を示す「送信機準備完
了」信号、ＩＤＮに混合転送を行う準備ができている
か、できていない時間を示す「混合準備完了」信号、フ
レームが完全に送信され、新たに送信されたフレームに
関係する状態情報をチャネル・モジュールの状態／制御
論理ユニット（図６参照）から転送路割り当て装置２３
０へ転送する準備ができた時間を示す「転送準備完了
（「ｘｆｅｒｒｅａｄｙ」）信号。

【００２２】主分配ネットワーク（以下、ＭＤＮとい
う）３１２は光ファイバ・チャネル３０２のデータ転送
路を選択的に相互接続する。好適な実施例において、Ｍ
ＤＮ３１２は１６×１６非ブロッキング・クロスポイン
ト・スイッチである。制御分配ネットワーク（以下ＣＤ
Ｎという）３１４は制御信号を各種のチャネル・モジュ
ール３０４に通信する。たとえば、ＣＤＮ３１４はデー
タ・フレームを送れる時期をチャネル・モジュールに通
知する。混合分配ネットワーク（以下、ＩＤＮという）
３１６は混合転送路をチャネル・モジュール３０４の間
で選択的に相互接続する。混合転送路は１組の代替デー
タ転送路であり、ＭＤＮ３１２に関連したデータ経路と
は別のものであり、ＭＤＮ３１２のデータ転送路の使用
中に、選択したチャネル３０２の間のデータ・フローを
可能とするものである。好適な実施例において、ＣＤＮ
３１４およびＩＤＮ３１６は両方とも８×８クロスポイ
ント・スイッチによって実現されている。最後に、マイ
クロプロセッサ（ｕＰｒｏｃ）・セレクタ３１８を任意
選択で、光ファイバ・スイッチ要素２００全体にわたっ
て分散されているプロセッサおよびコントローラを相互
接続するための補助装置の一部として設けることができ
る。たとえば、マイクロプロセッサ（ｕＰｒｏｃ）・セ
レクタ３１８はチャネル・モジュール３０４と要素コン
トローラ（ＥＣ）２４０の間の通信を容易とする。

【００２３】転送路割り当て装置２３０はスイッチ・モ
ジュール２２０、特に状態ＭＵＸ３１０、ＭＤＮ３１
２、ＣＤＮ３１４およびＩＤＮ３１６に接続されてい
る。転送路割り当て装置２３０は一般に、データ相互接
続転送路を光ファイバ・チャネル３０２の間で割り当
て、接続の優先順位を決定する。

【００２４】スイッチ・モジュール２３０には、要素コ
ントローラ（以下ＥＣという）２４０も接続されてい
る。ＥＣ２４０は本質的に、光ファイバ・スイッチ要素
２００にサーバ（たとえば、名称サーバ、時間サーバ）
を提供する。ＥＣ２４０はサーバ情報を通信するための
転送路割り当て装置２３０および状態／制御信号を転送
路割り当て装置２３０と交換するための状態／制御接続
３４２とのデータ・リンク３４０を有している。ＥＣ２
４０はそれぞれのデータ・リンク３４２Ａ、３４４を介
して、ＩＤＮ３１６およびプロセッサ・セレクタ３１８
とのサーバ情報の交換も行う。データ・リンク３４２は
ＥＣ２４０への埋め込みポートを備えている。埋め込み
ポートは本質的に、光ファイバ・スイッチ要素２００に
接続された他の装置であるかのようにしてアドレスでき
るＮ＿ポートとして挙動する。埋め込みポートは光ファ
イバ・スイッチ要素２００に関する操作員の制御を容易
なものとする。たとえば、ワークステーションなどの装
置を光ファイバ・スイッチ要素に初めて差し込んだ場
合、装置はログオンすることによって光ファイバ・スイ
ッチ要素２００と交信しようと試みる。埋め込みポート
はスイッチ構成情報を新しい装置に送り返し、光ファイ
バ・スイッチ要素２００にすでに接続されている他の装
置およびサブ装置を示す情報を提供する。

【００２５】ＥＣ２４０はマイクロプロセッサ、および
フラッシュＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ブートＲＯＭを含む各
種のメモリ要素からなっている。ブートＲＯＭはＥＣ２
４０用のブート管理プログラムおよび自己テストソフト
ウェアを記憶している。フラッシュＥＰＲＯＭは米国の
「Wind River Systems（ウインド・リバー装置）」が販
売している「ＶｘＷｏｒｋ（ブィエックス・ワーク）」
などのオペレーティング装置、ならびにスイッチ・モジ
ュールおよび転送路割り当て装置用の付加的なファーム
ウェアを記憶するために使用される。好適な実施例にお
いて、ＥＣ２４０内のマイクロプロセッサはＩｎｔｅｌ
（インテル）製のモデルｉ９６０ＣＡである。

【００２６】図５は図４のチャネル・モジュールのブロ
ック図を示す。チャネル・モジュール３０４はポート・
インテリジェンス装置４１０およびメモリ・インタフェ
ース装置２４０からなっている。好適な実施例におい
て、チャネル・モジュール３０４はファブリックへの１
０６３Ｍボーの双方向転送路を備えている。

【００２７】ポート・インテリジェンス装置４１０は少
なくとも１つのトランシーバと、第１の特定用途向け集
積回路（以下、ＡＳＩＣという）とからなっている。本
質的に、ポート・インテリジェンス装置４１０は光ファ
イバ・チャネル３０２に関連づけられた特定のプロトコ
ル、好ましくは光ファイバ・チャネルにしたがってデー
タを送受信するようになされたポート・インテリジェン
スを備えている。ポート・インテリジェンス装置４１０
は非同期転送モード（ＡＴＭ）などの各種のプロトコル
に適合するよう交換可能である。さらに、ポート・イン
テリジェンス装置４１０をビット転送速度が異なるチャ
ネルに接続するようにすることができる。ＩＢＭ製のＯ
ＬＣ２６６などの従来の光リンク・カード（ＯＬＣ）を
利用して、ポート・インテリジェンス装置４１０を光フ
ァイバ・チャネル３０２に直接インタフェースさせるこ
ともできる。好適な実施例において、第１のＡＳＩＣは
３つのモードの作動、２６６Ｍボー、５３１Ｍボーおよ
び１０６３Ｍボーのデータ転送をサポートするように構
成されている。

【００２８】メモリ・インタフェース装置４２０は少な
くとも１つのフレーム・バッファと、ポート・インテリ
ジェンス装置４１０で第１のＡＳＩＣとは異なる構成と
なっている第２のＡＳＩＣとからなっている。フレーム
・バッファはビット・スライス構成のランダム・アクセ
ス・メモリでかまわない。さらに、別々の受信バッファ
と送信バッファを使用してもかまわない。第２のＡＳＩ
Ｃはメモリ管理用のビット・スライス・チップであり、
メモリ・インタフェース装置４２０を主リンク３２０お
よび混合リンク３２２を介して内部スイッチ・データ転
送路に接続することを担っている。

【００２９】図６は図４および図５のチャネル・モジュ
ールの詳細ブロック図を示す。ポート・インテリジェン
ス装置４１０は１つまたはそれ以上のポート・インテリ
ジェンス機構５０２を有している。ポート・インテリジ
ェンス機構５０２の１つが各光ファイバ・チャネル３０
２に割り当てられる。各ポート・インテリジェンス機構
５０２は受信機（ＲＸ）５０４、送信機（ＴＸ）５０
６、光リンク・カード（以下、ＯＬＣという）５０８、
および状態／制御（ＳＴＡＴ／ＣＮＴＬ）論理５１０を
有している。受信機５０４および送信機５０６は、光フ
ァイバ・チャネルの工業標準にしたがい、かつチャネル
の特定のビット転送速度で対応する入力および出力光フ
ァイバ５０１、５０２（図４ではまとめて光ファイバ・
チャネル３０２で示す）を通してそれぞれデータを受信
および送信するようになされている。

【００３０】ＯＬＣ５０８はポート・インテリジェンス
機構５０２を光ファイバ・チャネル３０２へ直接インタ
フェースするために利用される。ＯＬＣ５０８は光ファ
イバ・チャネル３０２の入力光ファイバ５０１と受信機
５０４の間の光電変換ならびに直並列変換を行う。さら
に、ＯＬＣ５０８はチャネル３０２の出力光ファイバ５
０１と送信機５０６の間の電光変換ならびに並直列変換
を行う。

【００３１】状態／制御論理５１０は対応する双方向制
御接続５１１、５１２によって示されるように、受信機
５０４および送信機５０６両方を監視し、制御する。さ
らに、状態／制御論理５１０は制御接続３２４でＣＤＮ
（図４の３１４）と制御信号を交換し、接続３２６で状
態ＭＵＸ（図４の３１０）へ状況信号を与えて、たとえ
ば、対応するポート（Ｐ₁ないしＰ_i）が利用可能であ
るか、使用中であるかを示し、かつ接続４３２を介して
制御信号をメモリ・インタフェース装置４２０へ送る。
状態／制御論理５１０はさらに、新しいフレームを受信
機５０４が受信したときに認識し、新しいフレームの各
々に関するデータの転送クラス（１または２のいずれ
か）ならびに長さを判定する。たとえば、クラス１デー
タ転送のために双方向転送路を予約するのに光ファイバ
・スイッチ要素２００を設定するために光ファイバ・ス
イッチ要素２００をまず通過するＳＯＦｃ１フレーム
（すなわち、クラス１サービスのフレームの始端）の場
合、フレームにデータがないこともあることに留意すべ
きである。

【００３２】メモリ・インタフェース装置４２０はポー
ト・インテリジェンス装置４１０と、詳細にいえば、ポ
ート・インテリジェンス装置４１０内の各ポート・イン
テリジェンス機構５０２と直列に接続されている。メモ
リ・インタフェース装置４２０は一般に、クラス１デー
タ転送のためのクラス１バイパス・データ接続５３０、
５３２を備えており、クラス２データ転送のための一時
記憶装置を備えている。クラス２データ転送に関するデ
ータ記憶のために、メモリ・インタフェース装置４２０
は送信元データ用の受信メモリ（RX-MEMORY ）５２０、
宛先データ用の送信メモリ（TX-MEMORY ）５２２、およ
び受信および送信メモリ５２０、５２２を制御するため
のメモリ制御論理５２４を有している。受信メモリ５２
０および送信メモリ５２２を、必要に応じ、多数の個別
のバッファまたはメモリ・ブロックに分割することもで
きる。

【００３３】着信クラス１送信元データをメモリ・イン
タフェース装置４２０がポート・インテリジェンス装置
４１０から受信した場合、送信元データはバイパス・デ
ータ接続５３２、ＭＵＸ５３６、およびデータ接続５９
２によって受信メモリ５２０をバイパスする。データ接
続５９２は送信元データをスイッチ・モジュール２２０
のＭＤＮ３１２またはＩＤＮ３１６のデータ・バスへ導
く。メモリ制御論理５２４は受信機５０４からクラス１
またはクラス２のいずれかのデータ転送を示すタグ４３
４Ａを受信し、クラス制御接続５３３でＭＵＸ５３６を
適宜制御する。受信機５０４は着信データのフレーム・
ヘッダ（図２の１８２）に基づいてタグを生成する。好
適な実施例では、２ビットのタグが使用される。タグ
「００」は未使用を示す。タグ「０１」はデータを示
す。タグ「１０」はクラス１データ転送の始端フレーム
（以下、ＳＯＦという）または終端フレーム（以下、Ｅ
ＯＦという）のいずれかを示す。タグ「１１」はクラス
２データ転送のＳＯＦまたはＥＯＦのいずれかを示す。

【００３４】タグ「１１」で示されるように、着信クラ
ス２送信元データをメモリ・インタフェース装置４２０
が受信した場合、受信メモリ５２０はメモリ制御論理５
２４の制御の下で、データ接続４３４を介して受信機５
０４から送信元データを読み取り、記憶する。タイミン
グが適切なものである場合、受信メモリ５２０はＭＵＸ
５３６およびデータ接続５９２を介して、データをスイ
ッチ・モジュール２２０のＭＤＮ３１２またはＩＤＮ３
１６のデータ・バスに書き込む。受信メモリ５２０から
データ・バスへデータを転送するために、ＣＤＮ（図４
の３１４）は送信制御信号３２４を状態／制御論理５１
０へ送る。状態／制御論理５１０は次いで、送信信号を
メモリ制御論理５２４へ送る。送信信号は送信するデー
タ・フレームの長さを指定する。

【００３５】図７はメモリ・インタフェース装置、詳細
にいえば、混合動作中の送信メモリとその制御の詳細ブ
ロック図である。接続５９０の宛先データは送信メモリ
（図６の５２２）内に配設されているＦＩＦＯバッファ
６１０に送られる。好適な実施例において、ＦＩＦＯバ
ッファ６１０は１６ｋ×９のＦＩＦＯバッファである。
宛先データはバイパス・バスとしてのバイパス接続５３
０を介してバイパスＭＵＸ５３４へも送られる。送信制
御論理ユニット６２０はメモリ制御論理（図６の５２
４）内に配設されており、制御接続６２２を介してＦＩ
ＦＯバッファ６１０を制御し、かつバイパス制御接続５
３３を介してＭＵＸ５３４を制御する。さらに、ＦＩＦ
Ｏバッファ６１０は空になったときに、空き制御接続６
１２を介して送信制御論理ユニット６２０に通知するこ
とができる。

【００３６】送信制御論理ユニット６２０はデータ・バ
ス（ＭＤＮ３１２およびＩＤＮ３１６からの）から２ビ
ットのタグ４３４Ａを受信し、監視して、ビット・スラ
イスされた宛先データ・ビットを受信する時期を決定
し、かつクラスを判定する。２ビットのタグ４３４Ａの
コーディングは上述した２ビットのタグのものと同じで
ある。

【００３７】混合バスを利用するクラス１データ転送の
場合を除き、送信制御論理ユニット６２０がクラス１の
データ転送が行われると判定した場合、送信制御論理ユ
ニット６２０はバイパス制御接続５３３を介してバイパ
スＭＵＸ５３４を作動させ、クラス１の宛先データがバ
イパス接続５３０を介して接続５９０から接続４３０へ
直接転送されるようにする。最終的には、クラス１デー
タが該当するポート・インテリジェンス機構５０２の送
信機５０６へ送られる。

【００３８】混合フレームを光ファイバ・スイッチ要素
２００に渡す場合、ＩＤＮ３１６の混合バスは、クラス
１データ転送がバイパス接続５３０を介して行われるの
と同時に、混合フレームをＦＩＦＯバッファ６１０へ渡
す。混合フレームがＦＩＦＯバッファ６１０へ完全に書
き込まれた後、送信制御論理ユニット６２０はクラス１
データ転送に関連した、クラス１データ転送に中断（す
なわち、遊休）が存在していることを示すタグ「００」
を検出するのを待機する。送信制御論理ユニット６２０
は次いで、制御接続５３３を介してＭＵＸ５３４を切り
換え、ＦＩＦＯバッファ６１０に制御接続６２２を介し
たＭＵＸ５３４への混合フレームの書込みを開始させ、
混合フレームがデータ接続４３０に沿った該当するポー
ト・インテリジェンス機構５０２へ送られるようにす
る。

【００３９】混合フレームが、クラス１データ転送が再
開されたものとして、ＦＩＦＯバッファ６１０から書き
込まれると、次に、クラス１データ転送が混合フレーム
の後でＦＩＦＯバッファ６１０によって転送されるの
で、メモリ・インタフェース装置４２０からポート・イ
ンテリジェンス装置４１０への連続したデータ・フロー
が維持される。混合フレームが出力されている間に、ク
ラス１データ転送が再開されない場合には、次に、ＦＩ
ＦＯバッファ６１０は混合フレームが完全に出力されて
から、空信号を空き制御接続６１２を通して送信制御論
理ユニット６２０に送る。次ぎに、送信制御論理ユニッ
ト６２０はＭＵＸ５３４を切り換えて、クラス１データ
転送が再開すると、これがバイパス接続５３０に沿って
転送されるようにする。

【００４０】送信制御論理ユニット６２０がタグ４３４
Ａに基づいて、クラス２データ転送が発生したと判断し
た場合には、送信制御論理ユニット６２０はＦＩＦＯバ
ッファ６１０を制御して、データ接続５９０からデータ
を読み取り、データをバイパス制御接続５３３を介して
ＭＵＸ５３４に書き込み、ＦＩＦＯバッファ６１０から
書き出されたデータが接続４３０へ直接行くようにす
る。換言すれば、クラス２のデータは該当するポート・
インテリジェンス機構の送信機（図６の５０６）によっ
てＦＩＦＯバッファ６１０から読み取られ、対応するポ
ート（Ｐ₁ないしＰ_i）へ送られる。

【００４１】図８は混合フレームを送信する本発明のデ
ータ通信ネットワーク装置に適用する好ましい方法の流
れ図を示す。ブロック７１０は光ファイバ・スイッチ要
素２００が現在クラス１データ転送を行っていることを
示す。クラス１サービスはバイパス・バス（図６および
図７の５３０）を使用する唯一のデータ転送である。ブ
ロック７２０で、クラス１データが光ファイバ・スイッ
チ要素を介してバイパス・バス間に送信されているとき
に、混合フレームがＦＩＦＯバッファ（図７の６１０）
に到着する。判断ブロック７３０は混合フレームがＦＩ
ＦＯバッファに書き込まれてから、クラス１データを再
開するのかどうかを判定する。クラス１が再開される場
合には、次に、制御がブロック７４０へ渡され、混合フ
レームの後で、新クラス１データをＦＩＦＯバッファへ
書き込む。混合フレームがＦＩＦＯバッファに書き込ま
れた後で、クラス１データが送信されない場合には、制
御はブロック７５０へ渡され、混合データをデータ接続
線（図５〜図７の４３０）に書き込むことによってＦＩ
ＦＯバッファが空になったときに、ＦＩＦＯバッファに
空信号を発生させる。

【００４２】判断ブロック７６０はタグが未使用を示す
「００」に等しくなった、すなわちクラス１データ転送
の後に混合フレームが挿入されるスペースが存在するよ
うになる時期を判定する。スペースが存在しない場合に
は、判断ブロック７６０はタグが「００」になるまでそ
れ自身にループバックするだけとなる。タグが最終的に
「００」になると、制御がブロック７７０に渡され、Ｆ
ＩＦＯバッファを空にしてから、タグと光ファイバ・ス
イッチ要素の状態に応じてクラス１サービスまたはその
他のサービスとなる正規の操作を再開する。

【００４３】本発明を好ましい実施例に関して図示説明
してきたが、本発明は図示の特定の構造に限定されるも
のではない。広い意味での本発明の精神および範囲を逸
脱することなく、首記の特許請求の範囲の範囲内で各種
の変更および改変を行えることが、当業者には理解でき
よう。

【００４４】以上、本発明の各実施例について詳述した
が、ここで、各実施例の理解を容易にするために、各実
施例ごとに要約して、以下に列挙する。

【００４５】１．光ファイバ・チャネルに接続された
光ファイバ・スイッチ要素に混合データ転送に適合する
機能を提供する装置であって、第１のプロトコルにした
がって光ファイバ・チャネルでデータを送受信するよう
に構成されたポート・インテリジェンス装置と、ポート
・インテリジェンス装置に接続されたメモリ・インタフ
ェース装置とを備えており、このポート・インタフェー
ス装置が、混合データを受信するように構成された入力
と出力を有するバッファと、バッファの入力に接続され
たバイパス・バスと、バッファの出力およびバイパス・
バスに接続されたマルチプレクサと、バッファおよびマ
ルチプレクサに接続された混合データを送信するために
バッファとマルチプレクサの両方を制御する送信制御論
理ユニットユニットと、を備えていることを特徴とする
データ通信ネットワーク装置である。

【００４６】２．第１のプロトコルが光ファイバ・チ
ャネルであることを特徴とする上記１に記載のデータ通
信ネットワーク装置である。

【００４７】３．送信制御論理ユニットがバイパス制
御信号をマルチプレクサへ送り、バイパス制御信号がマ
ルチプレクサにバッファ出力とバイパス・バス間を切り
換えるように指示することを特徴とする上記２に記載の
データ通信ネットワーク装置である。

【００４８】４．送信制御論理ユニットが制御信号を
バッファに送り、制御信号がバッファにバッファ入力か
らデータを読み取り、データをマルチプレクサに書き込
むように指示することを特徴とする上記３に記載のデー
タ通信ネットワーク装置である。

【００４９】５．バッファが１６ｋ×９のＦＩＦＯバ
ッファであることを特徴とする上記４に記載のデータ通
信ネットワーク装置である。

【００５０】６．クラス１データの連続したストリー
ムが光ファイバ・スイッチを介して転送され、光ファイ
バ・スイッチが入力と出力を有しているクラス１データ
の連続したストリームに混合データを注入するためにデ
ータ通信ネットワーク装置に適用する方法であって、
（１）．クラス１データの連続ストリームをバイパス・
バスを介して入力から出力へ転送し、（２）．混合フレ
ームをメモリ・ユニットに書き込み、（３）．後続のク
ラス１データが混合フレームの後にあるかどうかを判断
し、（４）．クラス１データが混合フレームの後にある
場合には、後続のクラス１データをメモリ・ユニットに
書き込み、（５）．クラス１データの連続ストリームに
遊休状態が現れる時期を判定し、（６）．遊休状態がク
ラス１データの連続ストリームに現れたときに、混合フ
レームをメモリ・ユニットから出力に書き込み、
（７）．後続のクラス１データをメモリ・ユニットから
出力に書き込む、ステップからなることを特徴とするデ
ータ通信ネットワーク装置に適用される光ファイバ・ス
イッチへの混合データ注入方法である。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第１の
プロトコルにしたがったデータの転送中に、混合データ
を光ファイバ・スイッチ要素に転送する際に、クラス１
のデータをメモリ・インターフェース装置内の送信制御
論理ユニットによりバイパス・バスを介してマルチ・プ
レクサに入力させると同時に、送信制御論理ユニットに
よりバッファに混合データを格納し、その格納完了後に
送信制御論理ユニットが第１のプロトコルにしたがった
データの中断を検出すると、送信制御論理ユニットによ
りマルチプレクサを切り換えてバッファに格納された混
合データをポート・インテリジェンス装置に書き込ませ
て、ポート・インテリジェンス装置から所定の光ファイ
バ・チャネルに転送させるようにしたので、メイン・フ
レーム、スーパ・コンピュータ、大容量記憶装置、ワー
クステーション、超高解像度表示サブ装置等を互いに接
続して取り扱うデータが大きなファイル・フォーマット
の場合でも、一般的なネットワークやチャネル通信が支
障なく良好に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】代表的な光ファイバ・チャネルのアーキテクチ
ャのブロック図である。

【図２】光ファイバ・チャネルにおけるデータ・フレー
ムの代表的な構成を示す図である。

【図３】本発明を適用する光ファイバ・スイッチ要素の
ブロック図である。

【図４】光ファイバ・スイッチ要素の詳細ブロック図で
ある。

【図５】図４のチャネル・モジュールのブロック図であ
る。

【図６】図５のチャネル・モジュールの詳細ブロック図
である。

【図７】図６におけるメモリ・インタフェース装置、特
に送信メモリおよび混合動作中の送信メモリの制御の詳
細ブロック図である。

【図８】混合フレームを送信する好ましい方法の流れを
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１００光ファイバ・チャネル・ネットワーク１１０光ファイバ・チャネル・ファブリック１２０ワークステーション１２２メイン・フレーム１２４スーパ・コンピュータ１２６テープ・サブ装置１２８ディスク・サブ装置１３０表示サブ装置１４０Ｎポート１４２Ｆポート１８０フレーム１８２フレーム・ヘッド２００光ファイバ・スイッチ要素２１０チャネル制御ボックス２２０スイッチ・モジュール２３０転送路割り当て装置２４０要素コントローラ（ＥＣ）３０２光ファイバ・チャネル３０４チャネル・モジュール３０６電源３１０状態マルチプレクサ３１２主分配ネットワーク３１４制御分配ネットワーク３１６混合分配ネットワーク３１８マイクロプロセッサ・セレクタ４１０ポート・インテリジェンス装置４２０メモリ・インターフェース装置５０２ポート・インテリジェンス機構５０４受信器５０６送信器５０８光リンク・カード５１０状態／制御論理５２０受信メモリ５２２送信メモリ５２４メモリ制御論理５３０バイパス接続５３４、５３６マルチプレクサ６１０ＦＩＦＯバッファ６２０送信制御論理ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ・チャネルに接続された光フ
ァイバ・スイッチ要素に混合データ転送に適合する機能
を提供する装置であって、第１のプロトコルにしたがって光ファイバ・チャネルで
データを送受信するように構成されたポート・インテリ
ジェンス装置と、ポート・インテリジェンス装置に接続されたメモリ・イ
ンタフェース装置とを備えており、このポート・インタ
フェース装置が、混合データを受信するように構成された入力と出力を有
するバッファと、バッファの入力に接続されたバイパス・バスと、バッファの出力およびバイパス・バスに接続されたマル
チプレクサと、バッファおよびマルチプレクサに接続された混合データ
を送信するためにバッファとマルチプレクサの両方を制
御する送信制御論理ユニットと、を備えていることを特
徴とするデータ通信ネットワーク装置。