JPH1079740A - Ａｔｍスイッチを用いたルータ装置 - Google Patents

Ａｔｍスイッチを用いたルータ装置

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JPH1079740A
JPH1079740A JP23304596A JP23304596A JPH1079740A JP H1079740 A JPH1079740 A JP H1079740A JP 23304596 A JP23304596 A JP 23304596A JP 23304596 A JP23304596 A JP 23304596A JP H1079740 A JPH1079740 A JP H1079740A
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Masahiko Takase
正浩 ▲高▼取
Masahiro Takatori
Kazuho Miki
和穂 三木
Masaru Murakami
勝 村上
Koji Wakayama
浩二 若山
哲郎 ▲吉▼本
Tetsuo Yoshimoto
Masao Kunimoto
雅夫 国本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】LANインタフェース部とATMスイッチ部で協調し
たトラフィック制御を行う。 【解決手段】QoS部７０は、システム制御部６０を介し
て、ATMスイッチ３０の多重化装置２０からの入力バッ
ファの状況を監視し、入力バッファの溢れが予測される
と、多重化装置２０のLANインタフェース部にトラフィ
ック制御を指示する。LANインタフェース部はATMスイッ
チ３０に出力するATMセルの制限などのトラフィック制
御を行う。

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（Asynchromou
s Transfer Mode）スイッチを用いて、パケットのルー
ティングを行うルータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ハードウエア的に高速に信号の交換が可
能なATMスイッチを用いてIP (Internet Protocol )パケ
ットのルーティングを行うルータ装置としては、IPSILO
N NEWORKS, Inc.製のIP SWITCHと総称される製品群が知
られている。
【０００３】このルータ装置の構成を図8に示す。
【０００４】図示するように、このルータ装置１０００
は、IPを採用するLANやWANなどに接続したゲートウエイ
装置２００間に設けられる。
【０００５】ゲートウエイ装置２００は、LANやWANから
受け取ったIPパケットをATMセル化し、デフォルトのVP
とVCを指定してルータ装置１０００に送る。ルータ装置
１０００のATMスイッチ１２００は、このデフォルトのV
PとVCを指定するATMセルをIPスイッチコントローラ１２
００に送る。IPスイッチコントローラ１０２０は、受け
取ったATMセルからIPパケットを復元し、IPパケットの
宛先を調べ、IPパケットを再度デフォルトのVPとVCを指
定するATMセルのATMセル化し、ATMスイッチ１０２０を
介して、調べた宛先に応じたゲートウエイ装置１０００
に送る。ATMセルを受け取ったゲートウエイ装置は、ATM
セルからIPパケットを復元し、接続するLANやWANに送信
する。
【０００６】以上の動作中において、IPスイッチコント
ローラ１１００は、ATMスイッチ１１００から受け取っ
たデフォルトのVPとVCを指定するATMセルからIPパケッ
トを復元した際に、当該IPパケットを利用しているサー
ビス（FTP、HTTP、NFS、DNS、SMTP、POPなど）を調べ、
トラフィックが大きいサービスであった場合には、ATM
セル送信側のゲートウエイ装置２００に、このIPパケッ
トの属するフローに新たなVＰとVCを割り当てる。ま
た、ATMセルの受信側のゲートウエイ装置２００も、ル
ータ装置１０００から、デフォルトのVPとVCを指定する
ATMセルを受け取りIPパケットを復元すると、当該IPパ
ケットを利用しているサービスを調べ、トラフィックが
大きいサービスであった場合には、ルータ装置１０００
に対して。このIPパケットの属するフローに新しいVPと
VCを割り当てる。そして、送信側のゲートウエイ装置２
０００より受信した、送信側のゲートウエイ装置２００
０よりのフローに割り当てたVP,VCを指定するATMセル
を、受信側のゲートウエイ装置２０００へのフローに割
り当てられたVP,VCを指定するATMセルとして受信側のゲ
ートウエイ装置２０００に交換するようATMスイッチ１
２００を設定する。
【０００７】送信側のゲートウエイ装置２００は、VPと
VCのフローへの割り当てを受けると、以降、このフロー
に属するIPパケットをATMセル化したATMセルは、この割
り当てられたVPとVCを指定してルータ装置に送信する。
【０００８】ルータ装置１０００のATMスイッチ１２０
０は、設定に従い、送より受信した、送信側のゲートウ
エイ装置２０００よりのフローに割り当てたVP,VCを指
定するATMセルを受信側のゲートウエイ装置２０００へ
のフローに割り当てたVP,VCを指定するATMセルとして受
信側のゲートウエイ装置２０００に交換する。
【０００９】ここで、ゲートウエイ装置２０００とルー
タ装置のIPスイッチコントローラ１１００の間の、VP,V
Cの要求や割り当てなどのメッセージはIFMP ; Ipsillon
Flow Management Protocolと呼ばれる所定のプロトコ
ルに従ったメッセージとしてATMセルに格納されて送受
され、ルータ装置１００のIPスイッチコントローラ１１
００とATMスイッチ１２００との間の、IPスイッチコン
トローラ１１００によるATMスイッチ１２００におけるA
TMセルの交換の内容の設定／解除や、IPスイッチコント
ローラ１１００によるATMスイッチ１２００におけるデ
フォルトのVP,VCを指定するATMセルの送信の制御など
は、GSMP ; General Switch Management Protocolと呼
ばれる所定のプロトコルに従ったメッセージとしてATM
セルに格納されて送受される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上に示したルータ装
置によれば、ルータ装置１０００はゲートウエイ装置２
０００と協調したATMセルのトラフィック制御（ATMセル
の優先制御や輻輳制御）を行うことができない。このた
め、各フローで要求される転送帯域の保証をルータ装置
１０００のみで行おうとすると、ルータ装置に大容量の
バッファ装置を備える必要などが生じる。また、ルータ
装置１０００とゲートウエイ装置２０００が独立してト
ラフィック制御を行わなければならないので、全体とし
て、伝送容量を効率よく使用することができない。
【００１１】また、上記ルータ装置では、ゲートウエイ
装置２０００とルータ装置のIPスイッチコントローラ１
１００の間のIFMPに従ったメッセージや、ルータ装置１
００のIPスイッチコントローラ１１００とATMスイッチ
１２００との間のGSMP に従ったメッセージなどの制御
信号は、全てATMセルと物理的に同じ伝送路を用いて伝
送される。このため、よりきめ細かな制御を行う場合に
は、ATMセルの伝送帯域を物理的伝送路の最大伝送容量
に近いレベルに保証することができないので、伝送効率
が低くなってしまう。
【００１２】そこで、本発明は、より効率的にトラフィ
ック制御などの各種制御を行うことのできる、ATMスイ
ッチを用いたルータ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記課題達成のために、
本発明は、たとえば、ATMスイッチを用いてIPパケット
のルーティングを行うルータ装置であって、ATMセルに
含まれるVPI,VCIに応じてATMセルの交換を行うATMスイ
ッチと、IPパケットを伝送するネットワークに接続した
複数のインタフェース部と、IPパケットのルーティング
を行うIPスイッチコントローラとを備え、前記各インタ
フェース部は、接続したネットワークから受信したIPパ
ケットのフローをATMセル化し、前記IPスイッチコント
ローラと協調して当該フローに対して設定した特定のVP
I,VCIを付与して前記ATMスイッチに送信する手段と、前
記ATMスイッチから送信されたATMセルを受信し、IPパケ
ットのフローを復元し、接続したネットワークに送信す
る手段と、前記ATMスイッチから受信したATMセルから復
元するフローに対する特定のVPI,VCIを前記IPスイッチ
コントローラと協調して設定する手段と、前記IPスイッ
チコントローラからトラフィック制御を指示された場合
に、前記ATMスイッチへのATMパケットの送信を制限する
手段とを備え、前記IPスイッチコントローラは、IPパケ
ットのフローの送信元のインタフェース部と協調して当
該フローに対する特定のVPI,VCIを設定し、当該フロー
の受信先のインタフェース部と協調して当該フローに対
する特定のVPI,VCIを設定し、送信元のインタフェース
部と協調して設定した特定のVPI,VCIを含んだ送信元の
インタフェース部側よりのATMパケットが、受信先のイ
ンタフェース部と協調して設定したVPI,VCIを含んだATM
セルとして受信先のインタフェース部側に交換されるよ
う前記ATMスイッチが行うATMセルの交換内容を設定する
手段と、前記ATMスイッチに輻輳が生じた場合もしくは
輻輳の発生が予測された場合に、前記インタフェース部
にトラフィック制御を指示する手段と、フローの送信元
のインタフェース部と受信元のインタフェース部との双
方について、当該フローに対するVPI,VCIが設定されて
いない場合に、当該フローのIPパケットを含んだATMセ
ルをIPパケットに含まれるIPアドレスに基づいてルーテ
ィングする手段とを有することを特徴とするルータ装置
を提供する。
【００１４】このようなルータ装置によれば、前記ATM
スイッチに輻輳が生じた場合、もしくは輻輳が発生しそ
うな場合に、ATMスイッチの前段のインタフェース部に
おいて、ATMセルの送信を制限することにより、より効
率的なトラフィック制御を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るルータ装置の
一実施形態を説明する。
【００１６】図１に、本実施形態に係るルータ装置の構
成を示す。
【００１７】図中、１０がルータ装置であり、LANなど
に接続した多重化装置２０、多重化装置２０とATM網な
どに接続したATMスイッチ３０、ATMスイッチ３０に接続
したIPスイッチコントローラ８０、ATMスイッチ３０の
制御や管理の他ルータ装置全体の管理制御を行うシステ
ム制御部６０、トラフィックの管理制御を行うQoS (qua
lity of Service )部７０、多重化装置２０の制御を行
うユニット制御部７０を備えている。また、ATMスイッ
チ３０は、入出力する伝送路毎に設けられた、各々バッ
ファを備えた入出力部３０１、ATMセルのスイッチを行
うスイッチ部３０２を備えている。ルータ装置の各部
は、従来のゲートウエイ装置とルータ装置のように分散
して配置されず、一カ所に配置された１または複数の匡
体に収容されルータ装置を構成する。
【００１８】以下、各部の詳細について説明する。
【００１９】まず、多重化装置２０について説明する。
【００２０】図１に本実施形態に係る多重化装置の構成
を示す。
【００２１】図中、５００は、ATMスイッチ３０に収容
される、ATMセルを伝送する高速伝送路（以下、「高速A
TM伝送路」と呼ぶ）を収容した高速側インタフェース
部、１００はTCP/IPなどのIPを採用するLANを構成する
低速伝送路（以下、「LAN伝送路」と呼ぶ）を１または
複数収容したLANインタフェース部、６００は時分割バ
スである。
【００２２】このような多重化装置において、時分割バ
ス６００は、各インタフェース部間の信号を時分割に伝
送する。すなわち、たとえば、各インタフェース部間に
は、時分割バス６００上のタイムスロットが固定的に割
り当てられており、各インタフェース部は、この割り当
てられたタイムスロットを用いて信号を送信する。ま
た、タイムスロットの割り当ては、たとえば、時分割バ
ス６００上に各インタフェース部の送信する信号がバイ
ト多重されるように定めている。
【００２３】LANインタフェース部５００は、イーサネ
ットなどの伝送路の終端処理と、データリンクの終端処
理と、IPパケットのカプセル化などを含むAALタイプ５
のAALレイヤ処理と、ATMレイヤの処理の一部を行う。一
方、高速インタフェース部５００は、IPインタフェース
部５００と高速ATM伝送路との間において、ATMレイヤの
処理の残りと、高速ATM伝送路側の物理レイヤの処理を
行う。
【００２４】図3に、LANインタフェース部１００の構成
を示す。
【００２５】図示するように、LANインタフェース部１
００は、LAN伝送路毎に設けられた伝送路対応部１２
０、データ多重部１２１、バス送信部１２４、バス受信
部１２５、データ分離部１２２、図１のユニット制御部
７０に接続する制御部１２３を備えている。また、伝素
路対応部１２０は、LAN伝送路の物理レイヤのの終端と
データリンクの終端を行う終端部１０１、シリアル/パ
ラレル変換部１02、フレームバッファ部１03、AAL５処
理部１０４、ATMセル生成部１０５、シェーピング部１
０６、ATMセル終端部１０７、AAL5終端部１０８、フレ
ームバッファ部１０９、パラレル/シリアル変換部１１
０、IFMP処理部１１３、ルーティングテーブル１１４を
備えている。また、シェーピング部１０６は、ATMセル
バッファ１１２と、ATMセルバッファ１１２を用いて非
優先ATMセルの廃棄などを含む帯域保証処理を行うシェ
ーピング制御部１１１を含んでいる。
【００２６】さて、各伝送路対応部１２０において、終
端部１０１で物理レイヤとデータリンクレイヤの終端処
理が施されたLAN伝送路からのIPパケットは、シリアル/
パラレル変換部１０2でパラレル信号に変換された後、
一旦フレームバッファ部１０３に蓄えられる。AAL5処理
部は、AAL5プロトコルに従ってフレームバッファ部１０
３から読み出したIPパケットをLLC/ＳＮＡＰなどにより
カプセル化しSAR-PDUフレームを生成する。ATMセル生成
部１０５は、SAR-PDUフレームを４８バイト毎に区切
り、各４８バイトをペイロードとするATMセルを生成す
る処理を行う。
【００２７】図４に、このATMセルのフォーマットを示
す。
【００２８】図示するように、ATMセルは、ATMヘッダ５
オクテットと、ペイロード４８オクテットの計５３オク
テットの固定長のセルであり、ATMヘッダには、一般的
フロー制御を指定するGFC、ATMセルを伝送する仮想パス
(VP)を特定するVPI、ATMセルを伝送する仮想チャネル(V
C)を指定するVCI、ペイロードのタイプを指定するPT、
セル損失の優先度の表示を行うCLP、ATMヘッダの誤り制
御用のHECが含まれる。
【００２９】さて、ATMセル生成部１０５のATMセルの生
成の処理には、ペイロードのスクランブルや、誤り訂正
用に生成したHECやATMセルの宛先アドレスを含めたATM
ヘッダのペイロードへの付加などがある。ATMセルのATM
ヘッダには、ルーティングテーブル１１４を参照してVP
I、VCIを記述する。このVPI、ＶＣIの決定は、次のよう
に行われる。AAL５処理部１０４は、SAR-PDUフレームに
含めたIPパケットのフローを特定するラベルをルーティ
ングテーブル１１４に渡す、ルーティングテーブル１１
４は、このラベルに対応して登録されているVPI、VCIを
ATMセル生成部１０５に渡す。ATMセル生成部１０５は、
渡されたVPI、VCIをATMヘッダに記述する。ルーティン
グテーブル１１４は、AAL５処理部１０４から渡された
ラベルに対応するVPI、VCIが登録されていない場合は、
デフォルトのVPI、VCIである0/15をATMセル生成部１０
５に渡す。ここで、一つのフローとは、特定の送信元か
ら特定の送信先に特定のプロトコルで特定のサービス上
を送られるIPパケットのシーケンスである。直感的には
一回の通信に用いられるIPパケットの流れを指す。
【００３０】また、AAL５処理部１０４は、SAR-PDUフレ
ームに含めたIPパケットの利用するサービスをATMセル
生成部１０５に通知し、ATMセル生成部１０５は、この
通知されたサービスに応じてセル損失の優先度の表示を
行うCLPを設定する。
【００３１】シェーピング制御部１１１は、生成された
ATMセルのATMセルバッファ１１２への書き込みと、ATM
セルバッファ１１２からデータ多重部１２１へのATMセ
ルの読み出しを制御する。ここで、シェーピング制御部
１１１は、制御部１２３からの指示に応じて非優先ATM
セルの廃棄などを行う。
【００３２】さて、各伝送路対応部３１０から出力され
たATMセルは、データ多重部１２１で多重化されバス送
信部１２４より、時分割バス６００の所定の、当該LAN
インタフェース１００に予め割り当てられたタイムスロ
ットで高速側インタフェース部５００に送信される。
【００３３】また、逆に、時分割バス６００の当該LAN
インタフェース１００に予め割り当てられた所定のタイ
ムスロットによって高速側インタフェース部５００から
送られた信号は、バス受信部１２５によって受け取ら
れ、データ分離部１２２によって、各伝送路対応部１２
０毎の信号に分離され、各伝送路対応部４１０に送られ
る。ここで、この各伝送路対応部１２０に送られる信号
は、ATMセルを形成している。
【００３４】各伝送路対応部１２００では、ATM終端部
１０７において、ATMセルのペイロードのデスクランブ
ルなどのATMレイヤの終端処理を行うと共に、デスクラ
ンブルしたペイロードの信号をまとめSAR-PDUフレーム
としてAAL5終端部１０８に送る。AAL5終端部１０８は、
IPパケットのデカプセル化などを含むAAL５プロトコル
に従った処理を行い、SAR-PDUフレームのヘッダやトレ
イラの内容に応じた処理を行うと共に、IPパケットを復
元し、これが、自伝送路対応部１２０が接続しているLA
N宛のものであれば、これをフレームバッファ部１０９
に書き込む。フレームバッファ部１０９に書き込まれた
IPパケットは、パラレル/シリアル変換部１１０でシリ
アル化され、終端部１０１によって、LAN伝送路に当該L
AN上に適合した信号として送信される。
【００３５】また、AAL5終端部１０８は、図１のIPスイ
ッチコントローラ８０から、デフォルトのVPI/VCIであ
る0/15を指定して送られたATMパケットから復元したIP
パケットがIFMPメッセージを含んでいる場合は、このIF
MPメッセージをIFMP処理部１１３に送る。IFMP処理部１
１３は、受け取ったIFMPメッセージに応じた処理を行
う。もし、受け取ったIFMPメッセージが、自伝送路対応
部１２０宛で処理しているフローを特定するIPパケット
の送信元、送信先、プロトコル、サービスなどの情報
と、このフローに与えたラベルと、このラベルのフロー
を特定のVPI,VCIで送信する要求を含むものであった場
合には、このラベルとVPI/VCIをルーティングテーブル
１１４に登録し、また、AAL５処理部１０４に、IFMPメ
ッセージで指定された送信元、送信先、プロトコル、サ
ービスのIPパケットのフローに対して、このラベルをル
ーティングテーブル１１４に渡すよう指示する。
【００３６】ここで、IFMP処理部１１３は、逆に、図１
のIPスイッチコントローラ８０にIFMPメッセージを送る
場合は、このメッセージを含めたIPパケットをAAL5処理
部１０４に渡す。AAL５処理部１０４は、このIPパケッ
トをフレームバッファ１０３からのIPパケットと同様に
処理し、ATMセル生成部１０５に渡す。
【００３７】さて、AAL5終端部１０８は、ATM終端部１
０７がデフォルトのVPI/VCIである0/15を指定して送ら
れたATMパケットから復元したIPパケットが属するフロ
ーのサービスを調べ、トラフィックが大きいサービス
（FTP、HTTP、NFSなど）であった場合には、そのフロー
のラベル、ラベルがまだ無い場合には、新たなラベルを
与えて、IFMP処理部１１３に通知する。通知を受けたIF
MP処理部１１３は、このフローを受信するための新たな
VPI,VCIを決定し、このVPI,VCIで、このフローのATMセ
ルを送信する要求する旨と、このフローのラベルと、フ
ローを特定するIPパケットの送信元、送信先、プロトコ
ル、サービスなどの情報を含めたIFMPメッセージを含め
たIPパケットを生成し、AAL５処理部１０４に渡し、図
１のIPスイッチコントローラ８０に送られるようにす
る。IFMP処理部１１３は、IPスイッチコントローラ８０
から、決定したVPI,VCIで、このフローのATMセルを送信
することを承諾した旨の通知がIFMPメッセージとして通
知されると、このVPI,VCIを持つATMスイッチ３０からの
受信ATMセルを、自伝送路対応部１２０に送るよう、制
御部１２３を介して、図２のユニット制御部５０に通知
する。
【００３８】以下、高速側インタフェース部５００につ
いて説明する。
【００３９】図５に、高速側インタフェース部５００の
構成を示す。
【００４０】図示するように、高速側インタフェース部
５００は、バス受信部５０１、送信側バッファ制御部５
０２、送信側バッファ部５０３、セル同期部５０５、デ
スクランブル部５０６、送信側ヘッダ処理部５０７、送
信側OAM処理部５０８、物理レイヤ処理部５０９、受信
側OAM処理部５１０、受信側バッファ制御部５１１、受
信側バッファ部５１２、スクランブル部５１４、HEC計
算部５１５、受信側ヘッダ処理部５１７、受信側ヘッダ
テーブル５１８、バス送信部５１６を備えている。
【００４１】このような構成において、バス受信部５０
１は、時分割バス６００の各タイムスロットによって、
各LANインタフェース部１００が、各々送信した信号を
受信する。送信側バッファ制御部４０２は、バス受信部
５０１が受信した信号を、低速側の各LAN伝送路毎に送
信側バッファ５０３に格納する。
【００４２】送信側バッファ制御部５０２は、各LAN伝
送路毎に、送信側バッファに格納される信号の量および
格納位置を管理し、蓄積されたATMセルをセル同期部５
０７に送る。
【００４３】すなわち、送信側バッファ制御部５０２
は、ATMセルについては、セル同期部505から指定された
バイト毎に、セル同期部５０５に送信バッファ５０３に
蓄積された信号を送る。
【００４４】ここで、セル同期部５０５は、ATMセルに
同期して処理を行い、ATMヘッダをATMヘッダに含まれる
HECに基づいて訂正する処理を行う。
【００４５】ここで、ATMセルの同期制御の概要につい
て説明する。
【００４６】ATMセルの同期制御は、ATMセルのHECが検
出できていないハンチング状態、ハンチング状態を脱し
た後処理が連続して所定回数ATMセルに同期したことを
確認する前同期、前同期において処理が連続して所定回
数ATMセルに同期したことを確認出来た場合に、連続し
て所定回数処理がATMセルに同期しなかったことを検出
する同期確立の３つの状態の遷移によって制御される。
すなわち、ハンチング状態においてATMセルのHECが検出
できたならば前同期に遷移し、前同期において処理が連
続して所定回数ATMセルに連続して同期したことを確認
出来たら同期確立に遷移し、同期確立において連続して
所定回数処理がATMセルに同期しなかったことを検出し
たらハンチング状態に遷移する。また、前同期において
処理が連ATMセルに同期しないことが検出された場合に
は、ハンチング状態に遷移する。
【００４７】ここで、セル同期部５０５においては、処
理とATMセルとの同期とは、送信バッファから正しくATM
セル単位に信号を読み出しATMヘッダをATMヘッダに含ま
れるHECに基づいて訂正する処理を行うことができたて
いる状態に相当する。
【００４８】図６に、セル同期部５０５の構成を示す。
図示するように、セル同期部５０５は、HEC検出部５０
５１とセル生成部５０５２を含んでいる。
【００４９】HEC検出部５０５１において、同期状態制
御部５０５３は、上述した３つの同期状態を管理し、ハ
ンチング状態にあるときには送信側バッファ制御部５０
２に５３バイトづつ送信側バッファ５０３の信号を送る
よう要求する。ハンチング状態において、CRC演算部５
０５３は、送信側バッファ５０３から送られる各バイト
をHECと見なして、その前の４バイトのCRCと比較し、HE
Cと見なしたバイトとCRCが一致した場合に、このHECと
見なしたバイトがHECであるとする。これは、HECはATM
セルのATMヘッダの５バイト目に存在し、その前の４バ
イトのCRCを表したものであることによる。
【００５０】さて、このようにして、ハンチング状態に
おいて、HECが検出されると、前同期状態にHEC検出制御
部５０５４は、前同期状態に遷移すべきことを同期状態
制御部５０５１に伝える。また、HECが検出された、送
信側バッファ５０３から読み出した５３バイト中の位置
hに基づき算出したｍ＝5-ｈ+53を、HEC検出制御部５０
５４は同期状態制御部５０５３に伝える。前同期状態に
おいて、位置h-５を受けた同期状態制御部５０５３は、
送信側バッファ制御部５０２に、送信側バッファ５０３
に蓄積されている信号のうち先頭のｍバイトは廃棄し、
その後の５３バイトを送るよう要求する。
【００５１】これで、この５３バイトに対してCRC演算
部５０５３は、さきほどと同様にHECを検出し、先ほど
と同様に、位置より算出したｍを、HEC検出制御部５０
５４は同期状態制御部５０５３に伝え、同期状態制御部
５０５３は、送信側バッファ制御部５０２に、送信側バ
ッファ５０３に蓄積されている信号のうち先頭のｍバイ
トは廃棄し、その後の５３バイトを送るよう要求する。
【００５２】一方、前同期状態において連続して５バイ
ト目のバイトがHECであった回数（h-5が連続して０であ
った回数）をHEC検出制御部５０５４は計数し、所定回
数に達したら同期確立状態に遷移すべきことを同期状態
制御部５０５１に伝える。
【００５３】同期確立状態において同期状態制御部５０
５１は、CRC演算部５０５３から送られるｍを無視し、
送信側バッファ制御部５０２に、５３バイトづつ送信側
バッファ５０３に蓄積されている信号を送るよう要求す
る。一方、この５３バイトに対してCRC演算部５０５３
は、さきほどと同様にHECを検出し、HEC検出制御部５０
５４は、同期確立状態において連続して５バイト目のバ
イトがHECでなかった回数（h-5が連続して０でなかった
回数）をHEC検出制御部５０５４は計数し、所定回数に
達したら前同期確立状態に遷移すべきことを同期状態制
御部５０５１に伝える。
【００５４】以下、同様にして前同期状態と同期確立状
態の間を遷移することになる。ハンチング状態について
は、通常は、初期状態にしか遷移しない。
【００５５】一方、セル生成部５０５３において、送信
側バッファ５０３より５３バイト単位で送られた信号
は、同期確立状態の時は、一旦バッファ部５０５６に格
納された後セレクタを介してヘッダ訂正部5059に送られ
る。ヘッダ訂正部5059は、５バイト目のHECに基づき、A
TMヘッダに誤りがあり、誤りの訂正が可能な場合はヘッ
ダの訂正を行い、これを出力する。
【００５６】一方、ハンチング状態および前同期状態に
おいては、セレクタ5058は、空きセル生成部５０５７が
生成する空のATMセルを選択し、ヘッダ訂正部５０８９
は、これを出力する。
【００５７】さて、図５に戻り、セル同期部５０５の出
力するATMセルを受け取ったデスクランブル部５０６
は、ATMセルのデスクランブル処理を行い、これをヘッ
ダ処理部５０７に送る。ヘッダ処理部５０７では、HEC
の生成を行った後、送信側OAM処理部５０８を介して物
理レイヤ処理部５０９にATMセルを送る。
【００５８】物理レイヤ処理部５０９は、このようにし
て送られてきたATMセルを、SDHｎやOC-ｎのプロトコル
に従って多重化し、光信号などに変換し、高速伝送路に
送信する。
【００５９】送信側OAM処理部508は、物理レイヤ処理部
５０９に送られるATMセルがOAMセルであった場合に、こ
れを取り込み、その内容に応じた管理、制御を行う。
【００６０】一方、高速伝送路からの受信に関して、物
理レイヤ処理部５０９は高速伝送路から受け取った信号
をATMセルに分離し、分離した各ATMセルを受信側OAM処
理部５１０を介して、受信側バッファ制御部５１１に送
られ、受信側バッファ部５１２に一旦格納される。
【００６１】ここで、受信側OAM処理部510は、物理レイ
ヤ処理部５０９から送られるATMセルがOAMセルであった
場合に、これを取り込み、その内容に応じた管理、制御
を行う。
【００６２】さて、受信側バッファ部５１１に格納され
たATMセルは、順次、受信側ヘッダ処理部５１７に送ら
れ、ATMヘッダの内容が解析され、受信側ヘッダテーブ
ル５１８に応じて当該ATMセルを送るべきLANインタフェ
ース部１００が判断され、スクランブル部５１４に送ら
れる。受信側ヘッダテーブル５１８には、図２のユニッ
ト制御部５０が、各LANインタフェース部１００の制御
部１２３から通知された、ATMスイッチ３０から受け取
り各伝送路対応部１２０に送信すべきATMセルのVPI,VCI
が、LANインタフェース部１００の各伝送路対応部１２
０と対応づけられてユニット制御部５０によって登録さ
れる。デフォルトのVPI,VCI０／１５については、全て
のLANインタフェース部１００の全ての伝送路対応部１
２０が、ATMセルを送信すべき伝送路対応部として登録
される。
【００６３】スクランブル部５１４では、送られたATM
セルのペイロードにスクランブル処理を施し、HEC計算
部５１５に送る。HEC計算部５１５では、ATMセルのATM
ヘッダのHECを計算し、計算したHECにATMヘッダのHECを
書き換え、バス送信部５１６に送る。
【００６４】バス送信部５１６は、送られてきた各信号
を、各信号を伝送したATMセルが送られるべきLANインタ
フェース部１００に応じて、当該低速伝送路を収容して
いるLANインタフェース部に割り当てられたタイムスロ
ット中の、当該信号を伝送したATMセルが送られるべき
低速伝送路に対して割り当てられた位置に多重化して時
分割バスに送信する。
【００６５】以上、多重化装置２０について説明した。
【００６６】なお、以上の多重化装置２０において、LA
Nインタフェース部１００におけるAAL5処理やATMセルの
生成、終端処理は、LANインタフェース部１００で、こ
れらの処理は行わずに、高速インタフェース部５００に
おいて行うようにしてもよい。具体的には、高速インタ
フェース部５００において、送信側バッファ部５０３か
ら読み出した信号についてLANインタフェース部１００
で行っていたAAL5処理やATMセルの生成処理を行うよう
にし、また、受信側バッファ部５１２から読み出した信
号についてLANインタフェース部１００で行っていたAAL
5処理やATMセルの終端処理を行うようにすればよい。
【００６７】さて、図１において、ATMスイッチ３０に
入力したATMセルは、バッファ３０１に一旦蓄積された
後、スイッチ部３０２に入力する。スイッチ部３０２
は、ATMセルのATMヘッダのVPI,VCIの値に応じてATMセル
を交換する。すなわち、スイッチ部３０１に多重化装置
２０から入力したVPI,VCIがデフォルトの０／１５のATM
セルは、IPスイッチコントローラ８０に出力される。ま
た、IPスイッチコントローラ８０から入力したVPI,VCI
がデフォルトの０／１５のATMセルは、多重化装置２０
に出力される。VPI,VCIがデフォルトの０／１５ではな
いATMセルは、システム制御部６０からの設定に基づ
き、VPI,VCIの書き換えと交換が行われる。
【００６８】IPスイッチコントローラ８０は、ATMスイ
ッチ３０より、ATMセルを受け取ると、伝送路対応部１
２０における場合と同様にして、IPパケットを復元し、
IPパケットがIFMPメッセージを含むものでないときは、
IPパケットのIPアドレスに応じたルーティング処理を行
う。すなわち、内部に備えたルーティングテーブルに従
い、IPパケットの送り先を決定し、再度、このIPパケッ
トを伝送路対応部１２０における場合と同様にしてATM
セル化し、このATMパケットを、IPパケットの送り先が
多重化装置２０に接続したLANであればデフォルトのVP
I,VCI０／１５を指定してATMスイッチ３０に送り、IPパ
ケットの送り先がATM網であれば、このIPパケットの送
り先に応じた、ATM網側に交換されることになるVPI,VCI
を指定してATMスイッチ３０に送る。また、この際、IP
スイッチコントローラは、多重化装置２０からのATMパ
ケットを復元したIPパケットが属するフローのサービス
を調べ、トラフィックが大きいサービス（FTP、HTTP、N
FSなど）であった場合には、そのフローにラベルがまだ
無い場合には新たなラベルを与え、そのフローのこのフ
ローを受信するための新たなVPI,VCIを決定し、このVP
I,VCIで、このフローのATMセルを送信する要求する旨
と、このフローのラベルと、フローを特定するIPパケッ
トの送信元、送信先、プロトコル、サービスなどの情報
を含めたIFMPメッセージを含めたIPパケットを生成し、
ATMセル化し、デフォルトのVPI,VCI０／１５を指定して
ATMスイッチ３０に送る。そして、この要求に対する了
承を受け取り、かつ、このフローの受信側のLANインタ
フェース部１００の伝送路対応部１２０からの、このフ
ローについての、新たなVPI,VCIによる送信の、IFMPメ
ッセージによる要求を受け取り、これに対する了承を与
えると、フローの送信側に要求したVPI,VCIのATMパケッ
トを、VPI,VCIをフローの受信側から要求されたVPI,VCI
に変換して多重化装置２０に交換するようATMスイッチ
を設定するようシステム制御部６０に指示する。システ
ム制御部６０は、この指示に従ってATMスイッチ３０の
スイッチ部３０１を設定する。以降、このフローは、AT
Mスイッチ３０によって直接ルーティングされることに
なる。
【００６９】さて、QoS部７０は、システム制御部６０
を介して、ATMスイッチ３０の、多重化装置２０に接続
した入出力部３０１のバッファにおける、多重化装置２
０より送られたATMセルの蓄積状況を監視する。そし
て、バッファの残量が所定量より少なくなるなど、ATM
セルのバッファ溢れが予測されたときは、システム制御
部６０、ユニット制御部５０を介して、各LANインタフ
ェース部１００の伝送路対応部１２０のシェーピング部
１０６にトラフィック制御の実行を指示する。
【００７０】図３においてシェーピング部１０６のシェ
ーピング制御部１１１は、トラフィック制御の実行を指
示されると、ATMセルバッファ１１２からのATMセルの読
み出しを停止、もしくは、読み出しのレートを小さくす
る。また、さらに、ATMセルバッファ１２１の残り容量
が少なくなるなど、ATMセルのバッファ溢れが予測され
たときは、ATMヘッダのCLPが非優先を表しているATMセ
ルの廃棄を行う。
【００７１】QoS部７０は、入出力部３０１のバッファ
における、多重化装置２０より送られたATMセルの蓄積
状況がATMセルのバッファ溢れの恐れが無いものとなっ
た場合には、システム制御部６０、ユニット制御部５０
を介して、各LANインタフェース部１００の伝送路対応
部１２０のシェーピング部１０６にトラフィック制御の
停止を指示する。この指示を受けたシェーピング制御部
１１１は、上述したようなトラフィック制御を停止す
る。
【００７２】なお。QoS部７０は、このようなトラフィ
ック制御の他、VPI,VCIごとの伝送レートの監視や、伝
送レートが許容レベルを越えるVPI,VCIのATMパケットに
ついてのトラフィック制御の指示などを行うようにして
もよい。
【００７３】以上、本実施形態に係るルータ装置につい
て説明した。
【００７４】本実施形態に係るルータ装置によれば、AT
Mスイッチを用いるルータ装置において、LANのインタフ
ェースを担うLANインタフェース部と、ATMスイッチ部で
協調したトラフィック制御を行うことができる。また、
複数のLANインタフェース部１００をバスで高速側イン
タフェース部５００に接続し、高速インタフェース部５
００で各LANインタフェース部１００のATMセルを多重化
してATMスイッチ３０に送る本実施形態の構成は、要物
理的伝送路数を削減できる、すぐれて取り扱いが容易な
構成である。また、適宜、高速インタフェース側００
で、各LANインタフェース部１００に共通するセ処理を
一括して行うようにすることができる。また、さらに、
LANインタフェース部１００と高速側インタフェース部
５００の信号の送受は、固定的に割り当てたタイムスロ
ットを用いて行うので、LANインタフェース部１００に
おけるATMセルの送受の処理負担は軽減される。
【００７５】ここで、以上の説明では、QoS部７０は、
システム制御部６０、ユニット制御部５０を介して、各
LANインタフェース部１００の伝送路対応部１２０のシ
ェーピング部１０６のシェーピング制御部１１１との連
絡を行った。しかし、QoS部７０からシェーピング制御
部１１１への連絡は、図７aに示すように、指示の内容
を、IPスイッチコントローラ８０に渡し、IPスイッチコ
ントローラ８０が、この指示をIFMPメッセージとして、
各LANインタフェース部１００のIFMP処理部１１３に送
り、IFMP処理部１１３からシェーピング部１０６に送る
ようにしても良い。
【００７６】また、逆に、図７bに示すように、IPスイ
ッチコントローラ８０とIFMP処理部１１３との間のIFMP
メッセージの送受は、ユニット制御部50、システム制御
部60を介して行うようにしてもよい。この場合は、IFMP
メッセージをIPパケット化したり、ATMパケット化する
必要はない。このようにすることにより、ATMセルを伝
送する物理的な伝送路の利用効率を、より高めることが
できる。
【００７７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、より効
率的にトラフィック制御などの各種制御を行うことので
きる、ATMスイッチを用いたルータ装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ルータ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】多重化装置の構成を示すブロック図である。
【図３】LANインタフェース部の構成を示すブロック図
である。
【図４】ATMセルのフォーマットを示す図である。
【図５】高速インタフェース部の構成を示すブロック図
である。
【図６】セル同期部の構成を示すブロック図である。
【図７】ルータ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】従来のルータ装置の構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
１０ ルータ装置 20 多重化装置 30 ATMスイッチ 80 IPスイッチコントローラ 60 システム制御部 70 QoS部 70 ユニット制御部 301 入出力部 302 スイッチ部
【手続補正書】
【提出日】平成８年９月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 勝 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 若山 浩二 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 ▲吉▼本 哲郎 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 国本 雅夫 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ATMスイッチを用いてIPパケットのルーテ
    ィングを行うルータ装置であって、 ATMセルに含まれるVPI,VCIに応じてATMセルの交換を行
    うATMスイッチと、IPパケットを伝送するネットワーク
    に接続した複数のインタフェース部と、IPパケットのル
    ーティングを行うIPスイッチコントローラとを備え、 前記各インタフェース部は、接続したネットワークから
    受信したIPパケットのフローをATMセル化し、前記IPス
    イッチコントローラと協調して当該フローに対して設定
    した特定のVPI,VCIを付与して前記ATMスイッチに送信す
    る手段と、前記ATMスイッチから送信されたATMセルを受
    信し、IPパケットのフローを復元し、接続したネットワ
    ークに送信する手段と、前記ATMスイッチから受信したA
    TMセルから復元するフローに対する特定のVPI,VCIを前
    記IPスイッチコントローラと協調して設定する手段と、
    前記IPスイッチコントローラからトラフィック制御を指
    示された場合に、前記ATMスイッチへのATMパケットの送
    信を制限する手段とを備え、 前記IPスイッチコントローラは、IPパケットのフローの
    送信元のインタフェース部と協調して当該フローに対す
    る特定のVPI,VCIを設定し、当該フローの受信先のイン
    タフェース部と協調して当該フローに対する特定のVPI,
    VCIを設定し、送信元のインタフェース部と協調して設
    定した特定のVPI,VCIを含んだ送信元のインタフェース
    部側よりのATMパケットが、受信先のインタフェース部
    と協調して設定したVPI,VCIを含んだATMセルとして受信
    先のインタフェース部側に交換されるよう前記ATMスイ
    ッチが行うATMセルの交換内容を設定する手段と、前記A
    TMスイッチに輻輳が生じた場合もしくは輻輳の発生が予
    測された場合に、前記インタフェース部にトラフィック
    制御を指示する手段と、フローの送信元のインタフェー
    ス部と受信元のインタフェース部との双方について、当
    該フローに対するVPI,VCIが設定されていない場合に、
    当該フローのIPパケットを含んだATMセルをIPパケット
    に含まれるIPアドレスに基づいてルーティングする手段
    とを有することを特徴とするルータ装置。
  2. 【請求項２】ATMスイッチを用いてIPパケットのルーテ
    ィングを行うルータ装置であって、 ATMセルに含まれるVPI,VCIに応じてATMセルの交換を行
    うATMスイッチと、IPパケットを伝送するネットワーク
    に接続した複数のインタフェース部と、IPパケットのル
    ーティングを行うIPスイッチコントローラと、前記イン
    タフェース部とIPスイッチコントローラとの間でメッセ
    ージを送受するための、前記ATMセルの伝送経路とは独
    立したメッセージの伝送経路を備え、 前記各インタフェース部は、接続したネットワークから
    受信したIPパケットのフローをATMセル化し、前記IPス
    イッチコントローラと前記メッセージの伝送経路を介し
    てメッセージを交換することにより当該フローに対して
    設定した特定のVPI,VCIを付与して前記ATMスイッチに送
    信する手段と、前記ATMスイッチから送信されたATMセル
    を受信し、IPパケットのフローを復元し、接続したネッ
    トワークに送信する手段と、前記ATMスイッチから受信
    したATMセルから復元するフローに対する特定のVPI,VCI
    を前記IPスイッチコントローラと前記メッセージの伝送
    経路を介してメッセージを交換することにより設定する
    手段とを備え、 前記IPスイッチコントローラは、IPパケットのフローの
    送信元のインタフェース部と前記メッセージの伝送経路
    を介してメッセージを交換することにより、当該フロー
    に対する特定のVPI,VCIを設定し、当該フローの受信先
    のインタフェース部と前記メッセージの伝送経路を介し
    てメッセージを交換することにより、当該フローに対す
    る特定のVPI,VCIを設定し、送信元のインタフェース部
    とメッセージを交換して設定した特定のVPI,VCIを含ん
    だ送信元のインタフェース部側よりのATMパケットが、
    受信先のインタフェース部とメッセージを交換して設定
    したVPI,VCIを含んだATMセルとして受信先のインタフェ
    ース部側に交換されるよう前記ATMスイッチが行うATMセ
    ルの交換内容を設定する手段と、フローの送信元のイン
    タフェース部と受信元のインタフェース部との双方につ
    いて、当該フローに対するVPI,VCIが設定されていない
    場合に、当該フローのIPパケットを含んだATMセルをIP
    パケットに含まれるIPアドレスに基づいてルーティング
    する手段とを有することを特徴とするルータ装置。
  3. 【請求項３】ATMスイッチを用いてIPパケットのルーテ
    ィングを行うルータ装置であって、 ATMセルに含まれるVPI,VCIに応じてATMセルの交換を行
    うATMスイッチと、ATMスイッチに接続した多重化部と、
    IPパケットを伝送するネットワークに接続した複数のイ
    ンタフェース部と、前記多重化部と複数のインタフェー
    ス部を接続した時分割多重化バスと、IPパケットのルー
    ティングを行うIPスイッチコントローラとを備え、 前記各インタフェース部は、接続したネットワークから
    受信したIPパケットのフローをATMセル化し、前記IPス
    イッチコントローラと協調して当該フローに対して設定
    した特定のVPI,VCIを付与して前記時分割バス上に時分
    割多重化した前記多重化部に送信する手段と、前記時分
    割バス上に時分割多重化された前記多重化部からのATM
    セルを受信し、IPパケットのフローを復元し、接続した
    ネットワークに送信する手段と、多重化部から受信した
    ATMセルから復元するフローに対する特定のVPI,VCIを前
    記IPスイッチコントローラと協調して設定する手段とを
    備え、 前記多重化部は、前記時分割バス上を各インタフェース
    部から受信したATMセルを多重化して前記ATMスイッチに
    送信する手段と、ATMスイチから受信したATMセルを、時
    分割バス上に時分割多重化して、当該ATMセルのVPI,VCI
    を割り当てるようIPスイッチコントローラに指示したイ
    ンタフェース部に送信する手段を備え、 前記IPスイッチコントローラは、IPパケットのフローの
    送信元のインタフェース部と協調して当該フローに対す
    る特定のVPI,VCIを設定し、当該フローの受信先のイン
    タフェース部と協調して当該フローに対する特定のVPI,
    VCIを設定し、送信元のインタフェース部と協調して設
    定した特定のVPI,VCIを含んだ送信元のインタフェース
    部側よりのATMパケットが、受信先のインタフェース部
    と協調して設定したVPI,VCIを含んだATMセルとして受信
    先のインタフェース部側に交換されるよう前記ATMスイ
    ッチの交換内容を設定する手段と、フローの送信元のイ
    ンタフェース部と受信元のインタフェース部との双方に
    ついて、当該フローに対するVPI,VCIが設定されていな
    い場合に、当該フローのIPパケットを含んだATMセルをI
    Pパケットに含まれるIPアドレスに基づいてルーティン
    グする手段とを有することを特徴とするルータ装置。
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