JPH11275123A - ネットワーク中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチ・キャスト用バッファを含めたバッフ
ァの容量を削減する。 【解決手段】 元は１つのマルチ・キャスト・パケット
が複製され、Ｎ個必要となっていたマルチ・キャスト用
のバッファを、１個、ないしはＮ個以下とする。即ち、
データの複製行わない。あるいは複製を抑える。この代
わりに、このバッファメモリのリード・ポインタを、複
数、例えば対応するポート分だけ用意する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、あるポートから受
け、別の複数のポートに転送するマルチ・キャスト・パ
ケットの処理を行うネットワーク中継装置に係り、特
に、マルチ・キャスト用バッファを含めたバッファの容
量を削減することができるネットワーク中継装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１は、ネットワーク中継装置の構成を
示すブロック図である。

【０００３】この図のように、ネットワーク中継装置
は、パケットの受取り先及び転送先に対応する複数のポ
ート・コントローラ１２と、これらポート・コントロー
ラ１２の制御等を行うスイッチング・コントローラ１４
と、これらポート・コントローラ１２及びスイッチング
・コントローラ１４を接続する、符号１０で示されるも
のとにより構成されている。ここで、符号１０は、スイ
ッチング・バス又はスイッチング・ファブリックであ
る。

【０００４】ネットワーク中継装置において、各ポート
へのパケットのスイッチング制御においては、以下のよ
うに行われる。

【０００５】図１に示すように、ポート・コントローラ
１２が備える各ポートから受け取ったパケットは、パケ
ットの転送先アドレスが解釈される。又、該パケット
は、解釈された転送先アドレスに応じ、転送先の該当ポ
ート・コントローラ１２のポートのバッファメモリに送
られ、各パケットは転送される。

【０００６】パケットの転送先が唯一の場合、パケット
はユニ・キャスト・パケットと呼ばれ、転送は転送先の
ポートの状態をみて行われる。一方、パケットの転送先
が多ポートであり複数である場合、パケットはマルチ・
キャスト・パケット、又はブロードキャスト・パケット
と呼ばれる。

【０００７】ここで、このマルチ・キャスト・パケット
の転送に関して考えてみる。

【０００８】上記ユニ・キャスト転送の場合は、転送先
のポートのみの状態を監視して、パケットの転送を行え
ばよい。これに対して、マルチ・キャスト・パケットの
転送となると、転送先が複数となるために、各ポートの
転送可能状態を監視する必要があり、各ポートが転送可
能な状態になったときに始めて、これらポートに対する
パケットの転送が可能になる。

【０００９】しかしながら、複数のポートがすべて転送
可能になる状態を待ってから、ネットワーク中継装置内
でパケット交換を行っていると、転送不可能な状態が増
え、効率よい転送が不可能になってしまう。このため、
各ポート・コントローラでは、ローカルバッファとして
マルチ・キャスト用のバッファを別途に設け、ユニ・キ
ャスト・パケット転送とは異なる処理をすることで、転
送効率を改善している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ネット
ワーク中継装置のサポートするポートのスピードが増加
し、ポート・コントローラ内のローカルバッファの容量
は増大している。更に、ネットワーク中継装置のサポー
トするポート数が増えている。これらのため、転送効率
を改善するために、ユニ・キャスト・パケット用のバッ
ファとマルチ・キャスト用のバッファをそれぞれ設ける
と、バッファメモリが増大するという問題がある。又、
このために、ネットワーク中継装置のコストを増大させ
てしまうという問題が生じてしまう。

【００１１】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、マルチ・キャスト用バッファを含め
たバッファの容量を削減することができるネットワーク
中継装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、あるポートか
ら受け、別の複数のポートに転送するマルチ・キャスト
・パケットの処理を行うネットワーク中継装置におい
て、前記マルチ・キャスト・パケットを一時保存するマ
ルチ・キャスト用バッファと、所定のデータ単位で受け
るマルチ・キャスト・パケットを、順次、前記マルチ・
キャスト用バッファに書き込む際、該マルチ・キャスト
用バッファにおける現在の書き込み位置を示すライト・
ポインタと、所定のデータ単位で転送するマルチ・キャ
スト・パケットを、順次、前記マルチ・キャスト用バッ
ファから読み出す際、該マルチ・キャスト用バッファに
おける現在の読み出し位置を示す、複数のリード・ポイ
ンタとを備えるようにしたことにより、前記課題を解決
したものである。

【００１３】以下、本発明の作用について、簡単に説明
する。

【００１４】上記問題を解決することにより、本発明で
は、マルチ・キャスト用のバッファの削減を実現する。

【００１５】本発明では、マルチ・キャスト・パケット
の特徴に注目したものである。即ち、マルチ・キャスト
・パケットの転送では、転送先は複数あるが、各ポート
に転送するパケット、即ち、転送するデータは同一であ
ることに注目している。

【００１６】従来の技術では、マルチ・キャスト・パケ
ット用のバッファを新規に設けることは、マルチ・キャ
スト・パケットをユニ・キャスト・パケットに分割、あ
るいは複製したことと同様といえる。このため、元は１
つのマルチ・キャスト・パケットが複製され、Ｎ倍に膨
れ上がっていた。

【００１７】上記特徴を利用して、まずＮ個必要となっ
ていたマルチ・キャスト用のバッファを、１個、ないし
はＮ個以下とする。即ち、データの複製行わない。ある
いは複製を抑える。この代わりに、図２に示すように、
このバッファメモリのリード・ポインタを、複数、例え
ば対応するポート分だけ用意する。

【００１８】例えば、ポート１から、４個のポート２、
３、４、５へのマルチ・キャスト・パケットが来た場合
には、まずユニ・キャスト・パケットを転送するときと
同様に、各ポートの状態を確認して、すべてポートが転
送可能な状態ならば、すべてのポートへ転送する。転送
がスタートする時点では、すべてのリード・ポインタ
は、同一のアドレスを示している。しかしながら、たと
えば、ポート３のみが転送できない状態の場合は、リー
ド・ポインタ１を更新しながらポート２、４、５への転
送を行う。次に、この転送が終了した後に、ポート３が
転送可能な状態になったとすると更新されていないリー
ド・ポインタ２を利用して、バッファに格納してあるマ
ルチ・キャスト・パケットをポート３へ転送する。

【００１９】このように、ライト・ポインタは１個であ
るの対して、リード・ポインタは複数もたせたマルチ・
キャスト用のバッファを設ける。これにより、本発明お
いては、マルチ・キャスト用バッファを含めたバッファ
の容量を削減することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態を詳細に説明する。

【００２１】ネットワーク中継装置では、交換するパケ
ットを一時的に貯えるバッファを、ポート・コントロー
ラサイドにおいて分散させる場合と、１個所に集中させ
る場合とがある。本実施形態では、前者の場合を例とし
て説明している。即ち、本実施形態についても、その全
体構成の概要は、前述した図１のブロック図のとおりで
ある。

【００２２】又、本実施形態は、具体的には、ポート・
コントローラの扱うポート数が４個の場合を一例として
いる。又、図１のポート・コントローラ１２は、本実施
形態では図３に示すように構成されており、ポートの数
だけのユニ・キャスト・バッファ３０１〜３０４と、１
個のマルチ・キャスト用のバッファ３０５とが設けられ
ている。各バッファは、通常、ネットワーク中継装置内
のスイッチング・バス又は、スイッチング・ファブリッ
クに接続されるが、この例では、スイッチング・バス３
０６に接続されている。

【００２３】本実施形態で設けられたアービタ３０７
は、各ポート・コントローラに接続されたユニ・キャス
ト・バッファ３０１〜３０４と、マルチ・キャスト・バ
ッファ３０５とからの転送を調停する。調停方法は、ラ
ウンドロビン方式を取っており、ユニ・キャスト・バッ
ファ３０１〜３０４内、及び、マルチ・キャスト・バッ
ファ３０５内に共にデータがあり、送信先のポートがい
ずれも送信可能状態の場合は、交互に、メディア・イン
タフェイス・ブロック３１１〜３１４を介してネットワ
ークへ送出される。

【００２４】図４は、各ポートのポート・コントローラ
１２に組み込まれたマルチ・キャスト・バッファ３０５
の全体的な構成を示している。このマルチ・キャスト・
バッファ３０５を読み出すクライアントの最大数はポー
ト数以上にはならないので、リード・ポインタ４０８〜
４１１は、ポート数分の４個が設けられている。セレク
タ４０５は、スケジューラ４０７からの信号に従って、
リード・ポインタ４０８〜４１１のいずれかを選択し、
選択されたものでマルチ・キャスト・バッファメモリ４
０３にあるデータの読み出しが行われる。なお、マルチ
・キャスト・バッファメモリ４０３には、パケットのデ
ータが一時保存されている。

【００２５】なお、リード・ポインタは、４個以下で構
成することも可能であり、その際の処理も以下に述べる
ものを適用できる。但し、リード・ポインタそれ自体の
ハードウェア的な大きさは通常問題ならず、これを多く
備えても通常大きな問題にはならない。このため、処理
効率の観点からすれば、マルチ・キャスト・パケットの
転送に際して最大となるポートの数と同じだけ、リード
・ポインタを複数設けることが望ましい。

【００２６】実施形態のマルチ・キャスト・バッファの
構造図を参照しながら、マルチ・キャスト・パケットの
転送について説明する。

【００２７】４ポートの状態は、各ポートのメディア・
インタフェイス・ブロック３１１〜３１４から図３に示
すアービタ３０７に入力されている。アービタ３０７
は、各ポートの送信可能状態を把握し、ユニ・キャスト
・バッファ３０１〜３０４または、マルチ・キャスト・
バッファ３０５にデータがあり、送信要求がある場合に
は、前述のようにラウンドロビンの調停にしたがって、
パケットを送信していく。図４に示すスケジューラ４０
７は、マルチ・キャスト・バッファ３０５のマルチ・キ
ャスト・バッファメモリ４０３に書き込みが行われる
と、図３のアービタ３０７に対して出力要求を行い、送
信可能ポートに関する応答を受ける。この送信要求、応
答を示す信号ラインが、図３に示す信号３１２であり、
図４で示す信号４０６に相当する。

【００２８】出力対象ポートが、たとえばすべてのポー
トで、出力可能なポートがポート１、２であったとす
る。この場合は、リード・ポインタ１（即ち４０８）を
利用して、ポート１、２に対応するメディア・インタフ
ェイス・ブロック３１１〜３１４の内の２個に対して、
マルチ・キャスト・バッファ３０５内のデータは、出力
ポートを介して転送される。スケジューラ４０７は、こ
の転送がポート１、２に終了すると、次は、転送するこ
とができなかったポート３、４への転送のために、リー
ド・ポインタ２（即ち４０９）を使用する。

【００２９】この転送は、最初の転送とは違って、ポー
ト３、４の状態を調査してから行う。もし、ポート３が
転送可能な状態ならば、リード・ポインタ２で示された
バッファの内容を、ポート３に対応するメディア・イン
タフェイス・ブロック３１１〜３１４の内の１個へ転送
する。ここで、まだポート４への転送が終了していない
ためにポート４が転送可能な状態となったときにリード
・ポインタ３を利用してその転送を行うことができる。

【００３０】全てのリード・ポインタを使い切る場合
は、マルチ・キャスト・バッファ３０５に格納されたパ
ケットが別々に各ポートに転送される場合である。

【００３１】図４に示すスケジューラ４０７は、更に、
マルチ・キャスト・バッファ３０５内のパケットが、上
記のように、対象ポートの転送可能あるいは不可能の状
態に従って、マルチ・キャスト・バッファ３０５内のパ
ケットの転送が同時に行えない場合は、マルチ・キャス
ト・バッファ３０５の出力ポートがシングルポートのた
め、該出力ポートの出力のスケジューリングを行い、図
３に示すアービタ３０７に対して転送要求を行う。例え
ば、マルチ・キャスト・パケット３０５からの転送が完
全に４分裂した場合等は、ポート１への転送プロセス、
ポート２への転送プロセスのように、４つ生じたプロセ
スを公平にサービスしていく必要がある。このため、ラ
ウンドロビンのスケジューリングを行う。

【００３２】バッファステータス出力ブロック４１２
は、マルチ・キャスト・バッファの状態について出力す
るブロックであり、リード・ポインタ４０８〜４１１と
ライト・ポインタ４０１の状態から、バッファ内の空状
態や満杯状態を示すフラグを出力する。なお、複数のリ
ード・ポインタ４０８〜４１１を用いているため、マル
チ・キャスト・バッファの状態を決定するリード・ポイ
ンタは、使用されているリード・ポインタ４０８〜４１
１の中で、一番リード動作が進んでいないポインタとな
り、これをポインタＲｅとする。図５にリード・ポイン
タとライト・ポインタの状態を示している。

【００３３】このように本実施形態では、本発明を効果
的に適用でき、マルチ・キャスト用バッファを含めたバ
ッファの容量を削減することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、マルチ・キャスト用バ
ッファを含めたバッファの容量を削減することができ
る。今までブロードキャストを含め、マルチ・キャスト
・パケットを円滑に交換するために、ポートごとにマル
チ・キャスト用にバッファを設けていたが、本発明によ
りマルチ・キャスト・バッファの数を低減することが可
能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ネットワーク中継装置の構成を示すブロック図

【図２】本発明におけるライト・ポインタ及びリード・
ポインタの構成を示す線図

【図３】本発明が適用された実施形態のポート・コント
ローラの構成を示すブロック図

【図４】前記ポート・コントローラに組み込まれたマル
チ・キャスト・バッファの全体的な構成を示すブロック
図

【図５】前記実施形態においてリード・ポインタとライ
ト・ポインタの状態を示す線図

【符号の説明】

１０…スイッチング・バス又はスイッチング・ファブリ
ック １２…ポート・コントローラ １４…スイッチング・コントローラ ３０１〜３０４…ユニ・キャスト・バッファ ３０５…マルチ・キャスト・バッファ ３０６…スイッチング・バス ３０７…アービタ ３１１〜３１４…メディア・インタフェイス・ブロック ４０３…マルチ・キャスト・バッファメモリ ４０５…セレクタ ４０７…スケジューラ ４１２…バッファステータス出力ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】あるポートから受け、別の複数のポートに
   転送するマルチ・キャスト・パケットの処理を行うネッ
   トワーク中継装置において、 前記マルチ・キャスト・パケットを一時保存するマルチ
   ・キャスト用バッファと、 所定のデータ単位で受けるマルチ・キャスト・パケット
   を、順次、前記マルチ・キャスト用バッファに書き込む
   際、該マルチ・キャスト用バッファにおける現在の書き
   込み位置を示すライト・ポインタと、 所定のデータ単位で転送するマルチ・キャスト・パケッ
   トを、順次、前記マルチ・キャスト用バッファから読み
   出す際、該マルチ・キャスト用バッファにおける現在の
   読み出し位置を示す、複数のリード・ポインタとを備え
   るようにしたことを特徴とするネットワーク中継装置。