JPH11289332A - バッファメモリの切換方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッファメモリの無瞬断切換を実現する。 【解決手段】 現用系から予備系へのバッファユニット
の切り換えがあると、現用系バッファユニット内の各要
素メモリ（バッファメモリ）に蓄積されている情報の量
を調べ、蓄積されている情報の量が第１の設定値以下に
なった現用系の要素メモリに対応する予備系の要素メモ
リについては、情報の読み出しを許可する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッファメモリの
切換方法及び装置に関し、たとえばＡＴＭ（Asynchrono
us Transfer Mode: 非同期転送モード）通信システ
ムなどの通信システムの構成要素のなかでシェーピング
用のバッファメモリを備えたもの、たとえば交換機、多
重化装置、端末などに適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、情報処理システムや交換システ
ムを含む通信システムでは、故障時でもシステムの稼動
を停止しないなど信頼性向上のために、各機能について
まったく同一の構成を有する現用系および予備系の２つ
の装置を用意して、二重冗長構成をとる。現にその機能
を発揮している現用系の装置が故障した場合には、ただ
ちに切換処理が行われ、当該機能は予備系の装置によっ
て実現されるようになる。

【０００３】故障以外では、メンテナンスなどの場合に
も予備系への切換処理が行われる。

【０００４】これらの切換処理の際には、通信が一瞬も
途切れることなく切り換えられること、すなわち無瞬断
切換が求められる。ＡＴＭ伝送における無瞬断切換と
は、切換処理の前後で、ＡＴＭセルが１セルも失われ
ず、かつ各コネクションについてＡＴＭセルの順序が入
れ替わらないことである。

【０００５】とりわけメンテナンスなどの場合には、完
全な無瞬断切換が求められる。

【０００６】通常時には、従来のＡＴＭ通信装置の現用
系装置に対しては、ＡＴＭセルが流入され順次に出力さ
れて行くが、予備系装置にはまったくＡＴＭセルが流入
されない。

【０００７】切換処理の際には、まず現用系装置に対す
るＡＴＭセルの流入を停止するとともに予備系装置へＡ
ＴＭセルを流入させる。現用系装置では、新たなＡＴＭ
セルの流入がなくなりそれまで蓄積されていたＡＴＭセ
ルが流出されるだけなので、蓄積されているセル数は減
少して行く。逆に予備系装置では、流入するだけで流出
がないので蓄積されるＡＴＭセルの数は増加して行く。

【０００８】そして現用系装置に蓄積されていたＡＴＭ
セルがすべて流出すると、予備系装置からのＡＴＭセル
の流出が開始され、予備系装置が現用系装置となり、こ
れまでの現用系装置は、あるいはプログラムによる障害
修復処理の対象となり、あるいは手作業によって新たな
パッケージと取り替えられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述の現用系
および予備系装置におけるＡＴＭセルの流入、蓄積、流
出は、コネクション単位で行われ、各コネクションのＡ
ＴＭセル伝送速度はトラヒック密度などの条件を考慮し
てネットワークが決めるため、同時点で見ても多様であ
る。伝送速度の遅いコネクションがあると切換処理時の
現用系装置に蓄積されたＡＴＭセルが無くなるまで時間
がかかるので、そのあいだに予備系装置では、伝送速度
の速いコネクションから順番にセルがオーバーフローし
得る。オーバーフローによってセルが失われると前記の
無瞬断切換が達成できない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、独立のバッファメモリとして動作する複数の要素メ
モリを有するバッファユニットを複数併置しておき、使
用するバッファユニットを、バッファメモリとして使用
している現用系からバッファメモリとして使用していな
い予備系に切り換える方法において、以下の構成を備え
ることを特徴とする。

【００１１】すなわち、第１の発明では、（１）通常、
伝送されてきた情報は、前記現用系バッファユニットの
各要素メモリに書き込まれた後読み出され、（２）切り
換えが開始されると、まずは、前記現用系のバッファユ
ニット内の各要素メモリへの情報の書き込みをやめて予
備系のバッファユニット内の各要素メモリに情報を書き
込むようにし、（３）次いで、前記現用系バッファユニ
ット内の各要素メモリに蓄積されている情報の量を調
べ、（４）蓄積されている情報の量が第１の設定値以下
になった現用系の要素メモリに対応する予備系の要素メ
モリについては、情報の読み出しを許可する。

【００１２】また、独立のバッファメモリとして動作す
る複数の要素メモリを有するバッファユニットを複数併
置しておき、使用するバッファユニットを、バッファメ
モリとして使用している現用系からバッファメモリとし
て使用していない予備系に切り換える装置において、以
下の構成を有することを特徴とする。

【００１３】すなわち、第２の発明では、（１）切り換
えまえには前記現用系のバッファユニットに情報を伝送
し、切り換えが開始されると前記予備系のバッファユニ
ットに情報を伝送する手段と、（２）前記現用系バッフ
ァユニット内の各要素メモリに蓄積されている情報の量
を調べる手段と、（３）蓄積されている情報の量が第１
の設定値以下になった現用系の要素メモリに対応する予
備系の要素メモリについては、情報の読み出しを許可す
る手段とを備える。

【００１４】

【発明の実施の形態】（Ａ）実施形態 以下、本発明にかかるバッファメモリの切換方法及び装
置を、ＡＴＭ交換機に適用した場合を例に、一実施形態
について説明する。

【００１５】ＡＴＭ通信では通信の品質を保つためにト
ラヒック制御が不可欠であるが、本実施形態はこのトラ
ヒック制御を行うシェーピング機能を備えたＡＴＭ交換
機で、無瞬断切換を実現するものである。

【００１６】（Ａ−１）実施形態の構成 実施形態にかかるメモリ切換装置１０を図１に示す。こ
のメモリ切換装置１０はＡＴＭ交換機のなかでは、たと
えばスイッチ部とＮＩＣ（Network InterfaceCard）部
のインタフェースとして設けられ、ＮＩＣ部に接続され
たＡＴＭ端末などと前記スイッチ部とのあいだで、シェ
ーピングを行うために使用される。

【００１７】図１において、入力切換部１１は伝送路１
１Ａを介して伝送されてくるすべてのコネクションのＡ
ＴＭセルを一括して、伝送路１１Ｂまたは１１Ｃのどち
らか一方に伝送する回路である。

【００１８】伝送路１１Ｂは現用系シェーピング用ＦＩ
ＦＯ１２の入力端子に接続されて、入力切換部１１から
現用系シェーピング用ＦＩＦＯ１２へとＡＴＭセルを伝
送するための伝送路である。

【００１９】同様に伝送路１１Ｃは、予備系シェーピン
グ用ＦＩＦＯ１３の入力端子に接続されて、入力切換部
１１から予備系シェーピング用ＦＩＦＯ１３へとＡＴＭ
セルを伝送するための伝送路である。

【００２０】現用系シェーピング用ＦＩＦＯ１２とその
後段の出力制御部１４とを合わせたものが、ひとつのシ
ェーピング装置である。シェーピング装置は入力したＡ
ＴＭセルをひとまずバッファメモリに蓄積しては、読み
出して出力するタイミングを制御することにより、出力
され伝送されるＡＴＭセルのセル間隔を保ち、伝送速度
が瞬時も一定速度を超えないように動作する装置であ
る。

【００２１】現用系シェーピング用ＦＩＦＯ１２は、Ｆ
ＩＦＯ（First In First Out）すなわち先入れ先出
し型のバッファメモリを並列に複数備えている。ここで
はその数を２０４８個とするが、それより多くてもよく
少なくてもよい。たとえば４０９６個であってもよい。

【００２２】２０４８個の要素ＦＩＦＯのおのおのがひ
とつのコネクションに対応するので、このメモリ切換装
置１０を介して張ることができるコネクション数は最大
で、２０４８である。これら２０４８個の要素ＦＩＦＯ
には異なる識別番号が付されている。

【００２３】出力制御部１４はこれらの要素ＦＩＦＯに
蓄積されたＡＴＭセルの数すなわちキュー長（待ち行列
数）をモニタし、要素ＦＩＦＯからのＡＴＭセルの出力
（読み出し）タイミングを制御することで、伝送速度の
異なるコネクションごとにシェーピングを行う部分であ
る。

【００２４】出力制御部１４に接続されているキュー長
識別部１６は、シェーピング用ＦＩＦＯ１２から１３へ
のメモリ切換処理の開始後に、現用系シェーピング用Ｆ
ＩＦＯ１２内の各要素ＦＩＦＯのキュー長が０であるか
どうかを識別する部分である。

【００２５】予備系シェーピング用ＦＩＦＯ１３および
出力制御部１５は、それぞれ現用系シェーピング用ＦＩ
ＦＯ１２、出力制御部１４と同一構成、同一機能を有す
る部分である。予備系１３内の２０４８個の要素ＦＩＦ
Ｏには異なる識別番号が付されているが、これらの要素
ＦＩＦＯは現用系１２内の要素ＦＩＦＯに対し、識別番
号で１対１に対応付けられるものとする。そして対応関
係にある現用系、予備系の一対の要素ＦＩＦＯが、後述
する切換処理の前後で同一のコネクションのバッファメ
モリとなる。

【００２６】出力制御部１５に接続されている到着フラ
グ１７は、予備系シェーピング用ＦＩＦＯ１３内の各要
素ＦＩＦＯに切換処理の開始後、最初のＡＴＭセルが到
着したときにその旨を示す状態となるレジスタである。

【００２７】出力制御部１５と１４は、切換処理の際に
制御信号をやり取りするために制御バス１８，１９で接
続されている。

【００２８】出力制御部１４の出力端子に接続された伝
送路１４Ａは、コネクションごとにＡＴＭセルを伝送す
るための伝送路で、選択部２０に接続されている。

【００２９】同様に、出力制御部１５の出力端子に接続
された伝送路１５Ａは、コネクションごとにＡＴＭセル
を伝送するための伝送路で、選択部２０に接続されてい
る。

【００３０】選択部２０は、現用系１２および／または
予備系１３から読み出されたＡＴＭセルを多重化して伝
送路２０Ａから送出する部分である。

【００３１】以下、このような構成を有する本実施形態
の動作について説明する。

【００３２】（Ａ−２）実施形態の動作 通常は、張られているすべてのコネクションのＡＴＭセ
ルは、伝送路１１Ａから入力切換部１１に供給され、そ
のすべてが伝送路１１Ｂを介して現用系シェーピング用
ＦＩＦＯ１２に送出されている。このとき、すべてのコ
ネクションのＡＴＭセルの伝送経路は、伝送路１１Ａ、
入力切換部１１、伝送路１１Ｂ、現用系シェーピング用
ＦＩＦＯ１２、出力制御部１４、伝送路１４Ａ、選択部
２０、伝送路２０Ａの順番である。

【００３３】現用系シェーピング用ＦＩＦＯ１２では、
これらＡＴＭセルはコネクションごとに別の要素ＦＩＦ
Ｏに蓄積され、コネクションごとに異なる伝送速度を超
えないように出力選択部１４に読み出されたあと、伝送
路１４Ａを介して選択部２０に運ばれていき、選択部２
０はこれらの各コネクションのセルを多重して伝送路２
０Ａから送出する。この状態では、伝送路１１Ｃ、１５
Ａを伝送されるセルはない。

【００３４】現用系シェーピング用ＦＩＦＯ１２や出力
制御部１４における障害発生、あるいはメンテナンスな
どのために、現用系１２から予備系１３へと使用するメ
モリを切り換える処理が行われると、ただちに入力切換
部１１は伝送路１１Ｃを選択する。

【００３５】これにより、このメモリ切換処理の開始後
に伝送路１１Ａを伝送されてくるすべてのコネクション
のＡＴＭセルは、伝送路１１Ｃを介して予備系シェーピ
ング用ＦＩＦＯ１３に供給されるようになる。

【００３６】したがって切換処理の開始後では、現用系
シェーピング用ＦＩＦＯ１２内の使用されている各要素
ＦＩＦＯのキュー長は、出力制御部１４がＡＴＭセルを
読み出すたびに短縮されていく。この短縮の速さはコネ
クションの伝送速度に応じて異なる。

【００３７】一方、当該切換処理によって予備系シェー
ピング用ＦＩＦＯ１３では、張られているコネクション
に対応する要素ＦＩＦＯにＡＴＭセルが格納されはじめ
る。

【００３８】ここで、切換処理の前後で連続して張られ
ているあるひとつのコネクションに着目すると、このコ
ネクションのＡＴＭセルは切換処理まえまでは、現用系
シェーピング用ＦＩＦＯ１２内のひとつの要素ＦＩＦＯ
に格納され、そこから読み出されていたが、切換処理が
開始されると、予備系シェーピング用ＦＩＦＯ１３内の
あるひとつの要素ＦＩＦＯに格納されはじめる。

【００３９】予備系１３の当該要素ＦＩＦＯのキュー長
は、当該コネクションの伝送速度に応じた速さで伸長し
ていくが、当該コネクションのセル順序が切換処理の前
後で保たれるためには、現用系１２の対応する要素ＦＩ
ＦＯのキュー長が０になってからでなければ予備系１３
の要素ＦＩＦＯからＡＴＭセルを読み出すことはできな
い。一方で、セルを失わないためには、切換処理の開始
後セルが蓄積されていく予備系１３の各要素ＦＩＦＯ
で、ひとつのセルもオーバーフローしてはならない。

【００４０】そこで、到着フラグ１７の状態をモニタし
ている出力制御部１５は、予備系１３の当該要素ＦＩＦ
Ｏに最初の１セルが到着すると、２０４８個の要素ＦＩ
ＦＯのなかから当該要素ＦＩＦＯを識別する前記識別番
号を、制御バス１９を介して出力制御部１４に送出し、
問い合わせを行う。

【００４１】この識別番号を受け取った出力制御部１４
は、現用系１２のなかで当該識別番号に対応する識別番
号の要素ＦＩＦＯのキュー長が０であるかどうかを、キ
ュー長識別部１６で検出し、この検出結果を制御バス１
８で出力制御部１５に送出する。

【００４２】当該キュー長が０である場合には、出力制
御部１５は予備系１３内の当該要素ＦＩＦＯからＡＴＭ
セルを読み出して、伝送路１５Ａへ送出しはじめる。

【００４３】当該キュー長が０でない場合には、０にな
るまで予備系１３内の当該要素ＦＩＦＯからのセルの読
み出しは行われない。このようにして切換処理の前後で
当該コネクションのセルの順序を保つことができる。ま
た同じコネクションならば切換処理開始の前後でもセル
の伝送速度は同じなので、現用系１２内のキュー長が０
になったときにただちに予備系１３の対応する要素ＦＩ
ＦＯからセルを読み出せば、予備系１３でセルがオーバ
ーフローすることもない。

【００４４】このような処理は、他の識別番号の要素Ｆ
ＩＦＯについてもそれぞれ独立に行われるので、切換処
理が開始されてから終了するまでの過渡状態では、伝送
速度の速いコネクションのＡＴＭセルが伝送路１５Ａを
伝送されていても、伝送速度の遅いコネクションのＡＴ
Ｍセルはまだ、伝送路１４Ａを伝送されているという状
況が生じ得る。

【００４５】そして現用系シェーピング用ＦＩＦＯ１２
内のすべての要素ＦＩＦＯのキュー長が０になると、切
換処理は終了する。このとき伝送路１４Ａを伝送される
セルはなくなり、すべてのコネクションのＡＴＭセルの
伝送経路は、伝送路１１Ａ、入力切換部１１、伝送路１
１Ｃ、予備系シェーピング用ＦＩＦＯ１３、出力制御部
１５、伝送路１５Ａ、選択部２０、伝送路２０Ａの順番
となる。これにより現用系シェーピング用ＦＩＦＯ１２
を取り替えてメンテナンスを行うことなどが可能にな
る。

【００４６】切換処理の前後において選択部２０は、伝
送路１４Ａおよび／または伝送路１５Ａを伝送されてく
る各コネクションのＡＴＭセルを、どちらの伝送路を伝
送されてきたセルであるかを意識することなく多重して
伝送路２０Ａから出力する。伝送路２０Ａを伝送される
セルは、伝送路１１Ａを伝送されてきたセルと比べて、
１セルも失われておらず、各コネクション内でのセルの
順序も変わらない。

【００４７】また、切換処理の開始直後に張られるコネ
クションの最初のＡＴＭセルが、予備系１３の要素ＦＩ
ＦＯに到達する場合にも、前記の問い合わせを行うこと
により、出力制御部１５はそのセルを読み出してもよい
ことを認識できる。

【００４８】（Ａ−３）実施形態の効果 以上のように、本実施形態によれば、伝送速度の異なる
複数のコネクションが張られている状態でも、１セルも
失うことなくコネクションごとのセル順序を保ちなが
ら、すなわち無瞬断で、現用系から予備系へのシェーピ
ング用ＦＩＦＯの切り換えを行うことが可能である。

【００４９】（Ｂ）他の実施形態 なお、上記の説明では、現用系１２の要素ＦＩＦＯのキ
ュー長が０になってから予備系１３の対応する要素ＦＩ
ＦＯからＡＴＭセルを読み出すようにしたが、実際には
出力制御部１４，１５などのあいだの信号のやり取りや
動作にも時間がかかることから、各コネクション内のセ
ル順序が保たれる範囲で、キュー長に０より大きい所定
の値を設定しておき、蓄積されているＡＴＭセルの数が
この値を下回ったときに予備系１３の要素ＦＩＦＯから
のセルの読み出しを開始するようにしてもよい。

【００５０】また上記では、要素ＦＩＦＯごとに最初の
１セルが到着した時点で問い合わせを行うようにした
が、問い合わせのタイミングは、最初の数セルが到着し
たときなど、セルのオーバーフローが生じない範囲でも
っと遅くしてもよい。切換処理が終了してしまえば出力
制御部１４，１５間での制御信号のやり取りは不要とな
るので、これによりオーバーフローを防ぎながら出力制
御部１４，１５での処理動作を簡略化できる。

【００５１】さらに、前記問い合わせは省略してもよ
い。この場合、切換処理が開始されたことを検出した出
力制御部１４がその時点以後キュー長が所定値以下にな
った現用系１２内の要素ＦＩＦＯの識別番号を、所定値
以下になった各時点で出力制御部１５に通知するように
するとよい。切換処理時に張られているコネクション数
が多い場合などには、その方が効率的である。

【００５２】なお上記では、シェーピング用ＦＩＦＯの
数は現用系、予備系の２つであったが、３つ以上併置す
るようにしてもよい。切換処理のあとでは、現用系とな
るシェーピング用ＦＩＦＯ１３のための新たな予備系シ
ェーピング用ＦＩＦＯが、ただちに必要になる可能性が
あるからである。

【００５３】また上述の実施形態では、本発明をＡＴＭ
交換機に適用した場合を例に説明したが、本発明はＡＴ
Ｍ交換機以外のＡＴＭ通信装置、たとえばＡＴＭ多重化
装置、ＡＴＭ端末などについても適用することができ
る。

【００５４】さらに本発明の適用範囲は、ＡＴＭにも限
定されず、独立のバッファメモリとして動作する複数の
要素メモリを有するバッファユニットを複数併置してお
き、使用するバッファユニットを、バッファメモリとし
て使用している現用系からバッファメモリとして使用し
ていない予備系に切り換える方法および装置について、
広く適用できる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように第１および第２の発明によ
れば、バッファメモリを現用系から予備系に切り換える
際に、伝送されてきた情報を失うことなく各要素メモリ
に書き込まれた順序に応じて読み出すことができるの
で、無瞬断切換を実現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態であるメモリ切換装置の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１０…メモリ切換装置、１１…入力切換部、１１Ａ、１
１Ｂ、１１Ｃ、１４Ａ、１５Ａ、２０Ａ…伝送路、１２
…現用系シェーピング用ＦＩＦＯ、１３…予備系シェー
ピング用ＦＩＦＯ、１４，１５…出力制御部、１６…キ
ュー長識別部、１７…到着フラグ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 独立のバッファメモリとして動作する複
   数の要素メモリを有するバッファユニットを複数併置し
   ておき、使用するバッファユニットを、バッファメモリ
   として使用している現用系からバッファメモリとして使
   用していない予備系に切り換える方法において、 通常、伝送されてきた情報は、前記現用系バッファユニ
   ットの各要素メモリに書き込まれた後読み出され、 切り換えが開始されると、まずは、前記現用系のバッフ
   ァユニット内の各要素メモリへの情報の書き込みをやめ
   て予備系のバッファユニット内の各要素メモリに情報を
   書き込むようにし、 次いで、前記現用系バッファユニット内の各要素メモリ
   に蓄積されている情報の量を調べ、 蓄積されている情報の量が第１の設定値以下になった現
   用系の要素メモリに対応する予備系の要素メモリについ
   ては、情報の読み出しを許可することを特徴とするバッ
   ファメモリの切換方法。
2. 【請求項２】 請求項１のバッファメモリの切換方法に
   おいて、 前記切り換えが開始されてから、現用系のすべての要素
   メモリに蓄積されている情報の量が第１の設定値以下に
   なる切り換え終了までの期間に、第２の設定値以上の量
   の情報が書き込まれる予備系の要素メモリを検出し、 現用系の要素メモリのなかで、予備系の当該要素メモリ
   に対応する要素メモリだけについて、前記蓄積されてい
   る情報の量が第１の設定値以下になったかどうかを調べ
   ることを特徴とするバッファメモリの切換方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のバッファメモリの切換
   方法において、 前記の情報は、ＡＴＭセルであることを特徴とするバッ
   ファメモリの切換方法。
4. 【請求項４】 独立のバッファメモリとして動作する複
   数の要素メモリを有するバッファユニットを複数併置し
   ておき、使用するバッファユニットを、バッファメモリ
   として使用している現用系からバッファメモリとして使
   用していない予備系に切り換える装置において、 切り換えまえには前記現用系のバッファユニットに情報
   を伝送し、切り換えが開始されると前記予備系のバッフ
   ァユニットに情報を伝送する手段と、 前記現用系バッファユニット内の各要素メモリに蓄積さ
   れている情報の量を調べる手段と、 蓄積されている情報の量が第１の設定値以下になった現
   用系の要素メモリに対応する予備系の要素メモリについ
   ては、情報の読み出しを許可する手段とを備えることを
   特徴とするバッファメモリの切換装置。
5. 【請求項５】 請求項４のバッファメモリの切換装置に
   おいて、 前記切り換えが開始されてから、現用系のすべての要素
   メモリに蓄積されている情報の量が第１の設定値以下に
   なる切り換え終了までの期間に、第２の設定値以上の量
   の情報が書き込まれる予備系の要素メモリを検出する手
   段と、 現用系の要素メモリのなかで、予備系の当該要素メモリ
   に対応する要素メモリだけについて、前記蓄積されてい
   る情報の量が第１の設定値以下になったかどうかを調べ
   る手段とを備えることを特徴とするバッファメモリの切
   換装置。
6. 【請求項６】 請求項４又は５のバッファメモリの切換
   装置において、 前記の情報は、ＡＴＭセルであることを特徴とするバッ
   ファメモリの切換装置。