JPH11261633A - パケット中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力バッファ部の読み出し側の機構を単純化す
るとともに、転送制御部および経路制御部の簡略化と自
律制御化により、単純で高性能なパケット中継装置を実
現する。 【解決手段】回線入力部１１と出力部３と入力バッファ
部１２と経路制御部１３と転送制御部１４と内部結合部
２とを備えたパケット中継装置において、回線入力部１
１に入力パケット抽出部１１１と、宛先情報抽出部１１
２とを具備する。また、回線入力部１１に、入力パケッ
ト長測定部を設けるとともに、その入力パケット長の情
報を用いた転送制御部を入力部内に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信におい
て、転送するデータにその宛先情報を付加したパケット
と呼ぶデータを用い、通信ネットワークに接続された機
器の間でデータの交換を行うパケット通信方式を用いた
通信システムであって、複数の入出力を持ち、その間で
パケットをその宛先情報を用いて中継を行うパケット中
継装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来におけるパケット中継装置
の構成例を示す図である。以下、図２を用いてパケット
中継の動作を説明する。なお、入力バッファ部１２は先
入れ先出し型メモリ（以下、ＦＩＦＯメモリと呼ぶ）に
より構成され、一度読み出したデータを再び参照するこ
とができないこととする。 （１）外部通信回線ａからパケットが中継装置に送られ
てくると、回線入力部１１のパケット抽出部１１１にお
いてパケットの抽出が行われ、パケットのデータを入力
バッファ部１２に書き込む。なお、ｂは入力パケットデ
ータおよび入力バッファ部１２への書込み制御信号であ
る。 （２）次に、転送制御部１４は、入力バッファ部１２に
読み出し信号ｄを送り、パケットのヘッダー部分（パケ
ットの先頭から宛先情報部分まで）を内部のヘッダー記
憶１４２に読み込む。なお、ｃは入力バッファ部１２の
出力データである。 （３）転送制御部１４は、ヘッダー記憶１４２中の宛先
情報ｅを経路制御部１３に送る。 （４）経路制御部１３は、宛先情報ｅを用いて転送先を
決定し、転送先情報を内部結合部２に送り、設定の完了
を待つ。なお、ｆは転送先指定および設定完了信号であ
る。内部結合部２の設定確認後、転送許可信号ｊを転送
制御部１４に送る。 （５）転送制御部１４は転送許可信号ｊを受け取ると、
先ず、ヘッダー記憶１４２中のデータを内部結合部２に
送る。ｇは、転送データおよび転送制御信号である。 （６）転送制御部１４は、転送終了検出部１４１で転送
されるパケットデータを監視し、パケットデータの終り
を検出するまで、入力バッファ部１２の読み出し信号ｄ
を送り続け、読み出したデータｃを内部結合部２に転送
する（ｇ）。 （７）転送制御部１４は転送が終了すると、転送終了信
号ｋを経路制御部１３に送る。経路制御部１３は、転送
終了信号を受けて内部結合部２に接続開放要求を送る。 （８）出力部３は、内部結合部２から送られたパケット
データを外部回線ｉに出力する。なお、ｈは、転送デー
タおよび転送制御信号である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パケット中継装置では、下記のような問題点があった。 （ａ）入力バッファ部１２がＦＩＦＯメモリにより構成
されている場合、経路制御部１３が宛先情報を得るため
に読み出したパケットデータの先頭部分を一旦別の記憶
領域に保存して、内部結合部２における転送の際にＦＩ
ＦＯメモリからの読み出しに先行して、先頭部分を転送
する仕組みが必要となる。 （ｂ）受信時にエラーを検出したパケットおよび宛先情
報が適当でないパケットは、中継装置内で廃棄し、外部
回線に再送信しないことが望ましいが、その実現のため
の機構が複雑である。 （ｃ）入力バッファ部１２がＦＩＦＯメモリにより構成
されている場合、回線入力部１１がパケットの受信途中
でエラーを検出したとき、既に書込まれた途中までのパ
ケットを廃棄する仕組みを実現することが困難である。 （ｄ）経路制御部１３が入力バッファ部１２の読み出し
側を観測する必要があるため、入力バッファ部１２の出
力側の制御が複雑になり、内部結合部２による高速なパ
ケット転送機構の実現が妨げられている。 （ｅ）内部結合部２がパケットの終りを検出するため
に、入力バッファ部１２の読み出し側を観測する必要が
あるため、入力バッファ部１２から内部結合部２までの
データ転送の高速化が妨げられている。そこで、本発明
の目的は、上述のような従来の課題を解決するため、入
力バッファ部の読み出し側の機構を単純化するととも
に、入力バッファ部から内部結合機構を経て出力部まで
のデータ転送の高速化を図り、より高性能なパケット中
継装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のパケット中継装置では、回線入力部１１
で入力パケットに含まれる宛先情報を取り出す機構と、
その宛先情報を経路制御部１３に送出する機構を設け
る。すなわち、回線入力部１１においては、受信した入
力パケットを入力バッファ部１２に書込むとともに、入
力パケットの宛先情報を経路制御部１３に送出する。こ
れにより、経路制御部１３は入力バッファ部１２に格納
されている転送待ちのパケットについて、宛先情報を得
るための読み出しを行う必要がなくなるため、入力バッ
ファ部１２の出力の制御が単純となり、また入力バッフ
ァ部１２にＦＩＦＯメモリを使用することが可能にな
る。 回線入力部１１で入力パケット長の計数を行い、計測
された入力パケット長を用いて、内部結合部２において
パケットデータの転送を行う。すなわち、回線入力部１
１においては、受信したパケットのパケット長を計測し
て、宛先情報とともに経路制御部１３に送る。経路制御
部１３は転送制御部１４に転送許可信号ｊの代りとして
パケット長情報を送る。転送制御部１４はパケット長情
報を用いて転送に必要な時間だけ入力バッファ部１２に
読み出し信号を送り、読み出したデータを内部結合部２
へ送る。これにより、転送制御部１４は転送中のパケッ
トデータの終りを検出するために入力バッファ部１２の
出力側を監視する必要がなく、その結果、制御は単純と
なり、高速な動作が可能になる。 入力バッファ部１２に受信したパケットデータを格納
するためのパケットバッファと、パケットの宛先情報お
よびパケット長情報を格納するためのインデックスバッ
ファとを設ける。すなわち、回線入力部１１が出力する
パケットの宛先情報とパケット長情報とをインデックス
バッファと呼ぶＦＩＦＯメモリを介して経路制御部１３
に送ることにより、回線入力部１１と経路制御部１３の
間で同期をとる必要がなくなるため、制御の簡単化が図
れる。

【０００５】回線入力部１１にパケット受信中のエラ
ーを検出する機構を設ける。すなわち、回線入力部１１
がパケット受信途中でエラーを検出したとき、それを知
らせることにより、入力バッファ部１２に既に書込まれ
たパケットを廃棄することが可能となる。 経路制御部１３に、不適切な宛先情報を検出する機構
を設ける。すなわち、経路制御部１３が不適切なパケッ
トの宛先情報が指定されたとき、それを検出することに
より、入力バッファ部１２に格納されている当該パケッ
トを廃棄することが可能となる。 転送制御部１４に、入力バッファ部１２の空読みを行
う機構を設ける。すなわち、経路制御部１３よりパケッ
トの廃棄の指示を受けた時、入力バッファ部１２から１
パケット分のデータを空読みすることにより、パケット
の廃棄が可能となる。これにより、入力バッファ部１２
はＦＩＦＯメモリで構成してもパケットの廃棄の機構を
簡単に導入することが可能となる。なお、上記の回線
入力時のエラーパケットの廃棄処理と、上記の不適切
な宛先情報を持つパケットの廃棄処理を１つの機構で実
現することができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
より詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例を
示すパケット中継装置の構成図である。図１の実施例で
は、回線入力部１１のパケット抽出部１１１内に、新た
に宛先情報抽出部１１２を設ける。回線入力部１１にお
いて抽出した宛先情報を直接、経路制御部１３に送るこ
とにより、宛先情報を得るために従来の入力バッファ部
１２からヘッダー部分を読む機構が不要になる。そのた
めに、転送制御部１４にヘッダー記憶１４２が不要にな
り、またパケットの転送の際には、単に入力バッファ部
１２を読み出し、それを内部結合部２に転送するだけで
よく、従来のヘッダー記憶１４２に関係する制御が一切
不要になる。以下、図１を用いて、パケット中継の動作
を説明する。なお、入力バッファ部１２はＦＩＦＯメモ
リにより構成され、一度読み出したデータを再び参照す
ることができないこととする。

【０００７】（１）外部通信回線ａからパケットが送ら
れてくると、回線入力部１１においてパケットの抽出を
行い、パケットのデータを入力バッファ部１２に書込
む。また、宛先情報抽出部１１２で抽出したｌ（小文字
Ｌ（エル））を経路制御部１３に送る。なおｂは、入力
パケットデータと入力バッファ部１２への書込み制御信
号である。 （２）経路制御部１３は宛先情報を用いて転送先を決定
し、転送先情報を内部結合部２に送り、設定の完了を待
つ。そして、内部結合部２の設定確認後、転送許可信号
ｊを転送制御部１４に送る。なお、ｆは、転送先指定お
よび設定完了信号である。 （３）転送制御部１４は、転送許可信号を受けると、入
力バッファ部１２に読み出し信号ｄを送り、入力バッフ
ァ部１２中のパケットデータｃを読み出す。読み出され
たデータは、内部結合部２を経由して出力部３へと転送
する。なお、ｈは転送データと転送制御信号である。 （４）転送制御部１４は、転送終了検出部１４１で転送
されるパケットデータを監視し、パケットデータの終り
を検出するまで、上記の入力バッファ部１２からの読み
出しを継続する。 （５）転送制御部１４は、転送の終了を検出すると、入
力バッファ部１２の読み出しを終了し、転送終了信号ｋ
を経路制御部１３に送る。経路制御部１３は、転送終了
信号ｋを受けて、内部結合部２へ接続開放要求を送る。 （６）出力部３は、内部結合部２から送られたパケット
データを、外部回線に出力する。なお、ｈは転送データ
および転送制御信号であり、ｉは外部通信回線出力であ
る。

【０００８】図３は、本発明の第２の実施例を示すパケ
ット中継装置の構成図である。図３においては、回線入
力部１１のパケット抽出部１１１内に、新たに宛先情報
抽出／パケット長計測部１１３を設けるとともに、転送
制御部１４内に新たにカウンタ回路１４３を設ける。す
なわち、回線入力部１１においてパケット長の計測を行
い、その情報を経路制御部１３を経由して転送制御部１
４に送る。なお、ｍは宛先情報とパケット長情報であ
り、ｎはパケット長情報である。転送制御部１４は、パ
ケット長情報をもとに簡単なカウンタ回路１４３により
転送に必要なタイミング（時間）を生成し、パケットの
転送を行う。そのために転送制御部１４では、パケット
データを監視し、転送終了を検出する機構が不要となる
ため、入力バッファ部１２から内部結合部２に至るデー
タ転送系が簡略化される。以下、図３により動作を説明
する。

【０００９】（１）外部通信回線ａからパケットが送ら
れてくると、回線入力部１１においてパケットの抽出を
行い、パケットのデータを入力バッファ部１２に書込
む。ｂは、入力パケットデータおよび入力バッファ部へ
の書込み制御信号である。また、宛先情報抽出部１１３
で抽出した宛先情報と、パケット長計測部１１３で計測
したパケット長情報を経路制御部１３に送る（ｍ）。 （２）経路制御部１３は宛先情報を用いて転送先を決定
し、転送先情報を内部結合部２に送り、設定の完了を待
つ。ｆは、転送先指定および設定完了信号である。内部
結合部２の設定確認後、パケット長情報ｎを転送制御部
１４に送る。 （３）転送制御部１４は、パケット長情報ｎを受ける
と、入力バッファ部１２へ読み出し信号ｄを送り、入力
バッファ部１２中のパケットデータｃを読み出す。読み
出されたデータは、内部結合部２を経由して出力部３へ
と転送される。ｈは、転送データおよび転送制御信号で
ある。 （４）転送制御部１４は、パケット長情報ｎをもとにパ
ケットを転送するのに必要な時間をカウンタ回路１４３
により計測し、その間、上記入力バッファ部１２の読み
出しを継続する。 （５）転送制御部１４は、カウンタ回路１４３により転
送の終了を検出すると、入力バッファ部１２の読み出し
を終了し、転送終了信号ｋを経路制御部１３に送る。経
路制御部１３は、転送終了信号を受けて内部結合部２に
接続開放要求を送る。 （６）出力部３は、内部結合部２から送られたパケット
データｈを外部回線出力ｉとして出力する。

【００１０】図４は、本発明の第３の実施例を示すパケ
ット中継装置の構成図である。図４においては、入力バ
ッファ部１２内に、パケットバッファ１２１とインデッ
クスバッファ１２２を新たに設けている。すなわち、入
力パケットを保持するパケットバッファ１２１と、宛先
情報を保持するインデックスバッファ１２２を持ち、宛
先情報抽出部１１２で抽出した宛先情報をインデックス
バッファ１２２に書込む。経路制御部１３は、インデッ
クスバッファ１２２を監視し、インデックスバッファ１
２２にデータがあるとき、それを読み出してパケットの
転送を行う。そのために、回線入力部１１と経路制御部
１３の間にバッファを設けることにより、それぞれ自律
的に動作させることができ、制御が簡略化される。ま
た、短いパケットが連続して到着した場合でも、バッフ
ァにより経路制御部１３の時間的な制約が緩和される。

【００１１】図５は、本発明の第４の実施例を示すパケ
ット中継装置の構成図である。図５においては、入力バ
ッファ部１２内に入力パケットを保持するパケットバッ
ファ１２１と、宛先情報・パケット長情報を保持するイ
ンデックスバッファ１２２を設けるとともに、転送制御
部１４内にカウンタ回路１４３を設けている。回線入力
部１１の宛先情報抽出部１１３により、外部の回線ａか
ら宛先情報が到着した時点で宛先情報をインデックスバ
ッファ１２２に書込む。また、回線入力部１１におい
て、パケットの終りを検出した時点で、パケット長情報
をインデックスバッファ１２２に書込む。インデックス
バッファ１２２へは、宛先情報とパケット長情報とが交
互に書込まれる。

【００１２】図７は、図５における転送制御部の処理動
作を示すフローチャートである。転送制御部１４は、イ
ンデックスバッファ１２２内のデータの有無を監視し、
インデックスバッファ１２２にデータがあるときには
（ステップ１０１）、転送制御部１４はインデックスバ
ッファ１２２を読み出す（ステップ１０２）。読み出し
たデータは、回線入力部１１が書込みを行ったパケット
の宛先情報である。この宛先情報を用いて、転送先の出
力部３を決定する（ステップ１０３）。転送制御部１４
は再びインデックスバッファ１２２内のデータの有無を
監視し、インデックスバッファ１２２にデータがあると
きには（ステップ１０４）、再び転送制御部１４はイン
デックスバッファ１２２からパケット長情報を読み出す
（ステップ１０５）。このパケット長情報は、回線入力
部１１がインデックスバッファ１２２に書込みを行った
ものである。

【００１３】次に、転送制御部１４は内部結合部２にお
ける前のパケット転送の終了を確認し（ステップ１０
６）、前のパケットの転送の完了後に当該パケットの転
送先情報を内部結合部２に送り（ステップ１０７）、内
部結合部２の設定完了後、転送制御部１４にパケット長
情報を送る（ステップ１０８）。以上の動作を繰り返し
実行する。 これにより、入力バッファ部１２の出力側の制御が単
純となる。 高性能なパケット中継装置を構成する際に重要となる
入力バッファ部１２の出力側から内部結合部２を経由し
て出力部３の入力側に至る装置内部でのパケットデータ
の転送経路が単純化されるので、高性能なパケット中継
装置が実現される。 回線入力部１１、転送制御部１４および内部結合部２
がそれぞれ自立した制御を行うことができるので、設計
の容易化が行える。 経路制御部１３でパケット長情報の到着により当該パ
ケット全体のデータの到着を知ることができるので、パ
ケット全体のデータの到着を待たずに宛先情報を用いて
転送先決定の処理（先行宛先検索）が行える。

【００１４】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。本実施例の図は示されていないが、本実施例で
は、回線入力部１１へのパケット受信の途中でエラーが
発生したとき、エラー情報を出力して、それを用いてパ
ケットの廃棄を行う。パケットの廃棄の方法としては、
（１）入力バッファ部１２の当該パケットデータを消去
する方法、（２）入力バッファ部１２の空読みを行う方
法（後述の第７の実施例に基づく装置）、（３）出力部
３で廃棄する方法、等がある。

【００１５】図６は、本発明の第６の実施例で使用され
るアドレス変換テーブルの内容を示す図である。第６の
実施例では、経路制御部１３において不適切な宛先情報
を検出する。不適切な宛先情報が指定されたパケット
は、第５の実施例で述べられたパケット廃棄方法により
廃棄される。ここでは、アドレス変換テーブルを用いた
不適切な宛先情報の検出機構の一例を説明する。経路制
御部１３内に、図６に示すアドレス変換テーブルを設け
る。経路制御部１３は、受け取った宛先情報をアドレス
として変換テーブルを引く。変換テーブルには、転送先
情報とともに廃棄を表わすビットを設けている。廃棄ビ
ットが１の場合、当該宛先のパケットは不適切なアドレ
スが指定されたとして廃棄の対象とする。

【００１６】次に、本発明の第７の実施例について説明
する。第７の実施例では、第５の実施例あるいは第６の
実施例による装置において、廃棄すべきパケットが検出
されたとき、経路制御部１３が内部結合部２に対して転
送先情報を送らず、つまり、内部結合部２の当該入力が
出力部３に結合されていない状態で、当該パケットの転
送要求を転送制御部１４に送る。それにより、転送制御
部１４が入力バッファ部１２の読み出しを行い、読み出
されたデータは内部結合部２が開放状態であるため、ど
こにも転送されず、その結果として入力バッファ部１２
の空読みが行われて、当該パケットが廃棄される。本実
施例の機構により、第５の実施例および第６の実施例に
おける２種のパケットについて、単一の廃棄手段を特別
な機構を必要とせずに実現することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のパケット中継装置に比べてパケットの中継を単純
な制御により行うことができ、かつ高性能なパケット中
継装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すパケット中継装置
の構成図である。

【図２】従来におけるパケット中継装置の構成例を示す
図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示すパケット中継装置
の構成図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示すパケット中継装置
の構成図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示すパケット中継装置
の構成図である。

【図６】本発明の第６の実施例に使用されるアドレス変
換テーブルの内容の図である。

【図７】図５における転送制御部の処理動作のフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１…入力部、２…内部結合部、３…出力部、１１…回線
入力部、１２…入力バッファ部、１３…経路制御部、１
４…転送制御部、１１１…パケット抽出部、１１２…宛
先情報抽出部、１１３…宛先情報抽出／パケット長計測
部、１２１…パケットバッファ、１２２…インデックス
バッファ、１４１…転送終了検出部、１４２…ヘッダー
記憶、１４３…カウンタ回路、１４５…アドレス変換テ
ーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 哲 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 小倉 毅 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部通信回線からパケットデータを受信
   する回線入力部と、該パケットデータを外部回線に送信
   する出力部と、転送待ちの該パケットデータを保持する
   入力バッファ部と、該パケットデータの転送先を決定す
   る経路制御部と、該パケットデータを上記出力部に転送
   する内部結合部とを備えたパケット中継装置であって、 上記回線入力部に、入力したパケットを抽出する入力パ
   ケット抽出部と、 該入力パケットに含まれる宛先情報を抽出する宛先情報
   抽出部とを配置したことを特徴とするパケット中継装
   置。
2. 【請求項２】 前記回線入力部に、入力したパケット長
   を計測する入力パケット長測定部を配置し、前記転送制
   御部において該入力パケット長測定部からの入力パケッ
   ト長情報を用いることを特徴とする請求項１に記載のパ
   ケット中継装置。
3. 【請求項３】 前記入力バッファ部に、入力パケットを
   保持するパケットバッファと、抽出された宛先情報を保
   持するインデックスバッファとを配置したことを特徴と
   する請求項１に記載のパケット中継装置。
4. 【請求項４】 前記入力バッファ部に、入力パケットを
   保持するパケットバッファと、宛先およびパケット長の
   情報を保持するインデックスバッファとを配置したこと
   を特徴とする請求項２に記載のパケット中継装置。
5. 【請求項５】 前記回線入力部に、パケット受信時にエ
   ラーを検出するエラー検出部と、該エラーの検出結果を
   経路制御部に伝達する手段とを配置したことを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれかに記載のパケット中継装置。
6. 【請求項６】 前記経路制御部に、不適切な宛先である
   ことを検出する不適切宛先検出部を配置したことを特徴
   とする請求項１〜５のいずれかに記載のパケット中継装
   置。
7. 【請求項７】 前記転送制御部に、パケットの転送が不
   要の際、前記経路制御部から内部結合部に対して結合の
   開放要求を行った後に入力バッファ部からの空読みを行
   う空読み部を配置したことを特徴とする請求項１〜６の
   いずれかに記載のパケット中継装置。