JP2014023094A - パケットスイッチ、伝送装置及びパケット伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パケットスイッチにおいて、セグメントデータが複数のスイッチそれぞれを通過する時間の偏差を小さくすることを目的とする。
【解決手段】イングレス部と、スイッチファブリック部と、イグレス部を有し、イングレス部は、複数のスイッチそれぞれから供給されるバックプレッシャ検出信号と、複数のリンクに対し直近にセグメントデータを送出したか否かを表す送出フラグとに基づいて、バックプレッシャがないリンクと共に、バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出するように制御するロードシェア部を有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、パケットスイッチ、伝送装置及びパケット伝送方法に関する。

図１に伝送装置内のパケットスイッチの一例の構成図を示す。伝送装置はイングレス部１−１〜１−１６と、スイッチファブリック部（ＳＷＦ）２と、イグレス部３−１〜３−１６を有している。

各イングレス部１−１〜１−１６は、入力されたパケットをバッファリングするイングレスバッファ１ａと、イングレスバッファ１ａから読み出したパケットをセグメントに分割してシーケンス番号を付加し負荷分散を行うために例えば１６系統のリンクに送出するロードシェア部１ｂと、１６系統のリンクそれぞれに接続されたＦＩＦＯ１ｃ−１〜１ｃ−１６を有している。

スイッチファブリック部２は、１６系統のリンクそれぞれに対応して１６系統のスイッチ２−１〜２−１６を有しており、各スイッチ２−１〜２−１６それぞれはセグメントデータをその宛先に応じてスイッチングしてイグレス部３−１〜３−１６に供給する。

各イグレス部３−１〜３−１６は、スイッチファブリック部２から供給されるセグメントデータをバッファリングするイグレスバッファ３ａと、イグレスバッファ３ａに格納されているセグメントデータをシーケンス順に読み出しパケットを再構築してバッファリングするパケット再構築用バッファ３ｂを有している。

従来の伝送装置は、スイッチファブリック部２からのリンク毎のバックプレッシャ信号（ＢＰ）でイングレス部１−１〜１−１６それぞれのロードシェア部１ｂのラウンドロビンアルゴリズムを制御している。すなわち、ロードシェア部１ｂはスイッチファブリック部２でバックプレッシャを検出しているリンクに対するイングレス部のセグメントデータの送信を停止することでスイッチファブリック部２のスイッチ２−１〜２−１６における輻輳（滞留）を抑制する制御を実施している。

一方、イグレス部３−１〜３−１６では、スイッチファブリック部２の各スイッチから出力されるセグメントデータをイグレスバッファ３ａで一旦バッファリングする。イグレスバッファ３ａにおけるセグメントデータは、前述のバックプレッシャによるイングレス部１−１〜１−１６での送信停止や、複数のイングレス部からのセグメントデータ出力、スイッチ２−１〜２−１６の出力アルゴリズムの影響を受ける。このため、イグレスバッファ３ａにおけるセグメントデータは、パケットデータとして見た場合に順序逆転や位相遅延を含んだものとなる。イグレスバッファ３ａのセグメントデータはパケット再構成用バッファ３ｂにて、正しいパケットデータに並べ替えられる。

特開２００８−２３６３０４号公報 特開２０１１−４９９６６号公報

各イングレス部１−１〜１−１６は、スイッチファブリック部２内の各スイッチ２−１〜２−１６に対してリンクを通し均等にセグメントデータを送出する。しかし、各イングレス部１−１〜１−１６同士は連携していないため、全体的に見るとスイッチ２−１〜２−１６間ではセグメントデータの数に偏りが生じてしまう。その結果、スイッチファブリック部２の各スイッチ２−１〜２−１６が発出するバックプレッシャの回数にも偏りが発生してしまう。

図２に従来のラウンドロビンアルゴリズムを示す。従来のラウンドロビンアルゴリズム（ＲＲアルゴリズム）は１種類つまり「＃１」だけであり、バックプレッシャ検出信号が値０でバックプレッシャの検出がない場合に、ロードシェア部１ｂはバックプレッシャ検出信号が値０のスイッチに対しセグメントデータを供給する。バックプレッシャ検出信号が値１でバックプレッシャの検出がある場合、ロードシェア部１ｂは値１のバックプレッシャ検出信号を出力したスイッチに対しセグメントデータの供給を停止する。

このように、バックプレッシャが発出された場合、各イングレス部１−１〜１−１６は従来のＲＲアルゴリズムに従って、バックプレッシャを発出したスイッチに対してセグメントデータ送出を停止するが、そのことが新たなスイッチ間の偏りを誘発してしまう。

その結果、イングレス部にて、あるパケットデータを分割したセグメントデータが、スイッチファブリック部２内に複数あるスイッチ２−１〜２−１６を通過する時間であるスループットディレイの偏差が大きくなり、最悪の場合、イグレス部３ー１〜３−１６で受信したセグメントデータからパケットデータを再構成できない状態が生じるという問題があった。

開示のパケットスイッチは、セグメントデータが複数のスイッチそれぞれを通過する時間の偏差を小さくすることを目的とする。

開示の一実施形態によるパケットスイッチは、パケットデータを複数のセグメントデータに分割し複数のリンクに振り分けて出力するイングレス部と、
前記イングレス部からのセグメントデータを前記複数のリンクに対応する複数のスイッチで宛先振り分けを行って出力するスイッチファブリック部と、
前記複数のスイッチから出力されたセグメントデータを受信しパケットデータを再構築して出力するイグレス部を有し、
前記イングレス部は、前記複数のスイッチそれぞれから供給されるバックプレッシャ検出信号と、前記複数のリンクに対し直近にセグメントデータを送出したか否かを表す送出フラグとに基づいて、バックプレッシャがないリンクと共に、バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出するように制御するロードシェア部を有する。

本実施形態によれば、セグメントデータが複数のスイッチそれぞれを通過する時間の偏差を小さくすることができる。

パケットスイッチの一例の構成図である。 従来のＲＲアルゴリズムを示す図である。 パケットスイッチの一実施形態の構成図である。 本実施形態のＲＲアルゴリズムを示す図である。 ロードシェア部が実行するロードシェア処理のフローチャートである。 ロードシェア処理の動作説明図である。 ロードシェア処理の動作説明図である。 ロードシェア処理の動作説明図である。 ロードシェア処理の動作説明図である。 ロードシェア処理の動作説明図である。 シミュレーション結果を示す図である。 図１１のシミュレーション結果を表すバーグラフである。

以下、図面に基づいて実施形態を説明する。

＜パケットスイッチの構成＞
図３に伝送装置内のパケットスイッチの一実施形態の構成図を示す。伝送装置はイングレス部１０−１〜１０−５と、スイッチ２１−１〜２１−５を有するスイッチファブリック部（ＳＷＦ）２０と、イグレス部３０−１〜３０−５を有している。なお、この実施形態ではイングレス部１０−１〜１０−５、スイッチ２１−１〜２１−５、イグレス部３０−１〜３０−５、リンクそれぞれを５系統としているが、実際には１６系統であり、これに限らず３２系統など他の形態であっても良い。ここで、イングレス部１０−１〜１０−５及びイグレス部３０−１〜３０−５は例えば５枚のボード上に構成され、スイッチファブリック部２０は１枚のボード上に構成されている。

各イングレス部１０−１〜１０−５は、入力されたパケットをバッファリングするイングレスバッファ１１と、イングレスバッファ１１から読み出したパケットをセグメントに分割してシーケンス番号を付加し、負荷分散を行うために５系統のリンクに送出するロードシェア部１２と、ロードシェア部１２からのセグメントデータをバッファリングする５系統のリンクそれぞれに接続されたＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）１３−１〜１３−５を有している。イングレスバッファ１１は例えばＦＩＦＯで構成されている。イングレス部１０−１〜１０−５は例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を含む電子回路で構成されている。

スイッチファブリック部２０は、５系統のリンクＬ１〜Ｌ５それぞれに対応して５系統のスイッチ２１−１〜２１−５を有し、各スイッチ２１−１〜２１−５はバッファ２２−１〜２２−５を有している。各スイッチ２１−１〜２１−５それぞれはセグメントデータを宛先に応じてスイッチングし、バッファ２２−１〜２２−５を介してイグレス部３０−１〜３０−５に供給する宛先振り分けを行う。バッファ２２−１〜２２−５は例えばＦＩＦＯで構成され、それぞれ容量の例えば８０〜９０％を超えてパケットが蓄積されると値１のバックプレッシャ検出信号を各イングレス部１０−１〜１０−５のロードシェア部１２に供給する。スイッチファブリック部２０は例えばＦＰＧＡを含む電子回路で構成されている。

各イグレス部３０−１〜３０−５は、スイッチファブリック部２０の各スイッチ２１−１〜２１−５から各リンクＬ１〜Ｌ５のセグメントデータを供給される。各イグレス部３０−１〜３０−５それぞれは供給されたセグメントデータを一旦バッファリングするイグレスバッファ３１と、イグレスバッファ３１に格納されたセグメントデータをシーケンス番号順に並べパケットの再構築を行ったのちバッファリングするパケット再構築用バッファ３２を有している。パケット再構築用バッファ３２からは再構築されたパケットが出力される。イグレスバッファ３１は例えばＦＩＦＯで構成されている。イグレス部３０−１〜３０−５は例えばＦＰＧＡを含む電子回路で構成されている。

伝送装置は図３に示すパケットスイッチの他に、例えば、ネットワークから供給されるパケットをパケットスイッチ内でスイッチングするための内部フォーマットのパケットに変換するフォーマット変換部、パケットスイッチでスイッチングされた内部フォーマットのパケットをネットワークのフォーマットに逆変換してネットワークに送出するフォーマット逆変換部などを有している。

＜ラウンドロビンアルゴリズム＞
本実施形態では各イングレス部１０−１〜１０−５のロードシェア部１２は５系統の各リンクに対して送出フラグを設定している。送出フラグはバックプレッシャ検出信号と共にロードシェア部１２内のメモリ１２ａに保持される。送出フラグは初期値が０であり、各リンクにセグメントデータを送出した際に１だけインクリメントされる。また、全てのリンクの送出フラグの値が１以上となった場合に、全てのリンクの送出フラグの値はそれぞれ１だけデクリメントされる。

なお、バックプレッシャ検出信号は各リンクＬ１〜Ｌ５のスイッチ２１−１〜２１−５から供給され、例えばスイッチでバックプレッシャの検出がない場合に値０で、バックプレッシャの検出があった場合に値１である。

図４に本実施形態のＲＲアルゴリズムを示す。本実施形態では、ＲＲアルゴリズムはバックプレッシャ検出信号（ＢＰ）の値と送出フラグの値の組み合わせによって、３種類「＃１」，「＃２」，「＃３」が用意されている。なお、ＲＲアルゴリズムの優先度は数値が小さいほど高く、ＲＲアルゴリズム＃１を最優先とする。上記ＲＲアルゴリズム＃１〜＃３はリンクＬ＃１〜Ｌ＃５それぞれについて選択される。

ロードシェア部１２はリンクＬ＃ｉ（ｉは１〜５の整数）のバックプレッシャの検出がなくバックプレッシャ検出信号が値０で、送出フラグが値０の場合にＲＲアルゴリズム＃１を選択してリンクＬ＃ｉへのセグメントデータの出力を行う。また、ロードシェア部１２はバックプレッシャ検出信号が値０で、送出フラグが値１の場合にＲＲアルゴリズム＃２を選択してリンクＬ＃ｉへのセグメントデータの出力を行う。また、ロードシェア部１２はバックプレッシャ検出信号が値１で、送出フラグが値０の場合にＲＲアルゴリズム＃３を選択してリンクＬ＃ｉへのセグメントデータの出力を行う。図４の各行における「送出フラグの変化」の欄には、セグメントデータを送出した後に変化する送出フラグの値を示している。

なお、リンクＬ＃１〜Ｌ＃５それぞれにおいて、バックプレッシャ検出信号が値１で、送出フラグが値１又は１以上の場合は、ロードシェア部１２は当該リンクへのセグメントデータの出力を停止する。

＜ロードシェア処理のフローチャート＞
図５にロードシェア部１２が実行するロードシェア処理のフローチャートを示す。なお、リンク番号ｉは１〜５の整数であり、ｉ＝５でｉを１だけインクリメントした場合ｉ＝１となるリング構成とする。また、最終のリンクとは最優先リンク番号より１だけ小さい番号のリンクとする。

図５において、ステップＳ１で最優先リンク番号の値をリンク番号ｉにセットする。次に、ステップＳ２でリンク番号ｉのリンクについて、ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件を満足するか否かを判別する。ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件とは、当該リンクのバックプレッシャ検出信号が値０で、送出フラグが値０の場合である。ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件を満足すればステップＳ２０に進み、ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件を満足しない場合はステップＳ３でリンク番号ｉのリンクが最終のリンクであるか否かを判別する。リンク番号ｉのリンクが最終のリンクでない場合にはステップＳ４でリンク番号ｉを１だけインクリメントしてステップＳ２に進み、リンク番号ｉのリンクが最終のリンクである場合にはステップＳ６に進む。

ステップＳ６では最優先リンク番号の値をリンク番号ｉにセットする。次に、ステップＳ７でリンク番号ｉのリンクについて、ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件を満足するか否かを判別する。ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件とは、当該リンクのバックプレッシャ検出信号が値０で、送出フラグが値１の場合である。ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件を満足すればステップＳ２０に進み、ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件を満足しない場合はステップＳ８でリンク番号ｉのリンクが最終のリンクであるか否かを判別する。リンク番号ｉのリンクが最終のリンクでない場合にはステップＳ９でリンク番号ｉを１だけインクリメントしてステップＳ７に進み、リンク番号ｉのリンクが最終のリンクである場合にはステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では最優先リンク番号の値をリンク番号ｉにセットする。次に、ステップＳ１２でリンク番号ｉのリンクについて、ＲＲアルゴリズム＃３の選択条件を満足するか否かを判別する。ＲＲアルゴリズム＃３の選択条件とは、当該リンクのバックプレッシャ検出信号が値１で、送出フラグが値０の場合である。ＲＲアルゴリズム＃３の選択条件を満足すればステップＳ２０に進み、ＲＲアルゴリズム＃３の選択条件を満足しない場合はステップＳ１３でリンク番号ｉのリンクが最終のリンクであるか否かを判別する。リンク番号ｉのリンクが最終のリンクでない場合にはステップＳ１４でリンク番号ｉを１だけインクリメントしてステップＳ１２に進み、リンク番号ｉのリンクが最終のリンクである場合には、この処理を終了する。

ステップＳ２０ではステップＳ２，Ｓ７，Ｓ１２で満足したＲＲアルゴリズム＃１，＃２，＃３のいずれかにより、セグメントデータをリンク番号ｉのリンクに送出する。次に、ステップＳ２１でリンク番号ｉ＋１の値を最優先リンク番号に設定し、リンク番号ｉに対応する送出フラグの値を１だけインクリメントする。

こののち、ステップＳ２２で全てのリンクＬ＃１〜Ｌ＃５の送出フラグの値が１以上であるかを判別する。全てのリンクＬ＃１〜Ｌ＃５の送出フラグの値が１以上であれば、ステップＳ２３で全てのリンクＬ＃１〜Ｌ＃５の送出フラグの値を１だけデクリメントして、この処理を終了する。全てのリンクＬ＃１〜Ｌ＃５の送出フラグの値が１以上でない場合には、そのまま、この処理を終了する。

＜動作＞
図６乃至図１０を用いてロードシェア処理の動作説明を行う。ここで、イングレス部、スイッチファブリック部のスイッチ、イグレス部、リンクそれぞれを１６系統とする。説明の便宜上、１６系統のＬ＃００〜Ｌ＃１５のうちリンクＬ＃００〜Ｌ＃０４のリンクディスエーブルが値０で活性化され、リンクＬ＃０５〜Ｌ＃１５のリンクディスエーブルが値１で不活性化されているものとする。当初において、最優先リンクはＬ＃０１とする。

図６（Ａ）に示すように、バックプレッシャ検出信号はリンクＬ＃００〜Ｌ＃０２が値０でリンクＬ＃０３，Ｌ＃０４が値１であり、送出フラグはリンクＬ＃００が値１でリンクＬ＃０１〜Ｌ＃０４が値０の状態とする。この状態で、図６（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ１の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、最優先リンクＬ＃０１はバックプレッシャ検出信号＝０，送出フラグ＝０である。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃１を選択して、図６（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃０１からセグメントデータ１の出力を行う。この結果、図６（Ｄ）に示すように、送出フラグはリンクＬ＃００，Ｌ＃０１が値１となり、リンクＬ＃０３，Ｌ＃０４が値０の状態となり、最優先リンクはＬ＃０２となる。

この状態は、図７（Ａ）に示す状態である。この状態で、図７（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ２の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、最優先リンクＬ＃０２はバックプレッシャ検出信号＝０，送出フラグ＝０であり、ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件を満足する。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃１により、図７（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃０２からセグメントデータ１の出力を行う。この結果、送出フラグはリンクＬ＃０２が値１となり、最優先リンクはＬ＃０３となる。

次に、図７（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ３の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件は満足しない。しかし、リンクＬ＃００はバックプレッシャ検出信号＝０，送出フラグ＝１であり、ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件を満足する。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃２により、図７（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃００からセグメントデータ３の出力を行う。この結果、送出フラグはリンクＬ＃００が値２となり、最優先リンクはＬ＃０１となる。

次に、図７（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ４の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件は満足しない。しかし、最優先リンクＬ＃０１はバックプレッシャ検出信号＝０，送出フラグ＝１であり、ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件を満足する。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃２により、図７（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃０１からセグメントデータ４の出力を行う。この結果、図７（Ｄ）に示すように、送出フラグはリンクＬ＃０１が値２となり、最優先リンクはＬ＃０２となる。

この状態は、図８（Ａ）に示す状態である。この状態で、図８（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ５の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件は満足しない。しかし、最優先リンクＬ＃０２はバックプレッシャ検出信号＝０，送出フラグ＝１であり、ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件を満足する。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃２により、図８（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃０２からセグメントデータ５の出力を行う。この結果、送出フラグはリンクＬ＃０２が値２となり、最優先リンクはＬ＃０３となる。

次に、図８（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ６の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、ＲＲアルゴリズム＃１とＲＲアルゴリズム＃２の選択条件は満足しない。しかし、最優先リンクＬ＃０３はバックプレッシャ検出信号＝１，送出フラグ＝０であり、ＲＲアルゴリズム＃３の選択条件を満足する。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃３により、図８（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃０３からセグメントデータ６の出力を行う。この結果、図８（Ｄ）に示すように、送出フラグはリンクＬ＃０３が値１となり、最優先リンクはＬ＃０４となる。

この状態は、図９（Ａ）に示す状態である。この状態で、図９（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ７の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、ＲＲアルゴリズム＃１とＲＲアルゴリズム＃２の選択条件は満足しない。しかし、最優先リンクＬ＃０４はバックプレッシャ検出信号＝１，送出フラグ＝０であり、ＲＲアルゴリズム＃３の選択条件を満足する。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃３により、図９（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃０４からセグメントデータ７の出力を行う。この結果、図９（Ｄ）に示すように、送出フラグはリンクＬ＃０４が値１となり、最優先リンクはＬ＃００となる。図９（Ｄ）では全てのリンクＬ＃００〜Ｌ＃０４の送出フラグが１以上であるため、全てのリンクＬ＃００〜Ｌ＃０４の送出フラグは１だけデクリメントされる。

これによって、図１０（Ａ）に示す状態となる。更に、図１０（Ａ）ではリンクＬ＃０１でバックプレッシャ検出信号＝１が発出している。この状態で、図１０（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ８の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件は満足しない。しかし、最優先リンクＬ＃００はバックプレッシャ検出信号＝０，送出フラグ＝１であり、ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件を満足する。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃２により、図１０（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃００からセグメントデータ８の出力を行う。この結果、送出フラグはリンクＬ＃００が値２となり、最優先リンクはＬ＃０１となる。

次に、図１０（Ｂ）に示すパケットのセグメントデータ９の送出先についてロードシェア部１２で判定する。この場合、ＲＲアルゴリズム＃１の選択条件は満足しない。しかし、リンクＬ＃０２はバックプレッシャ検出信号＝０，送出フラグ＝１であり、ＲＲアルゴリズム＃２の選択条件を満足する。このため、ロードシェア部１２はＲＲアルゴリズム＃２により、図１０（Ｃ）に示すようにリンクＬ＃０２からセグメントデータ９の出力を行う。この結果、図１０（Ｄ）に示すように、送出フラグはリンクＬ＃０２が値２となり、最優先リンクはＬ＃０３となる。

＜シミュレーション結果＞
図１１（Ａ）に本実施形態の図４のＲＲアルゴリズムを用いた場合のシミュレーション結果を示す。図１１（Ａ）において、位相差の欄にはクロック単位の位相差を示している。＃１の欄の数値について説明する。イングレス部１０−１において連番を付加されたセグメントデータがリンクＬ１〜Ｌ５に振り分けられ、スイッチファブリック部２０のスイッチ２１−１〜２１−５から出力される。このとき、連番ｎのセグメントデータと連番ｎ＋１のセグメントデータがスイッチ２１−１〜２１−５のうち隣接するスイッチから同一のクロックタイミングで出力された場合は位相差０として１カウントする。

連番ｎのセグメントデータと連番ｎ＋１のセグメントデータが隣接するスイッチからｉ（ｉは正負の整数）クロックずれたタイミングで出力された場合は位相差ｉとして１カウントする。このようにして、イングレス部１０−１から出力される隣接セグメント間の位相差を求め、位相差ｉが何回あったかを集計して＃１の欄に示している。＃２〜＃５それぞれの欄についても同様に、イングレス部１０−２〜１０−５それぞれから出力される隣接セグメント間の位相差を求め、位相差ｉが何回あったかを集計して示している。

つまり、＃１〜＃５の欄には、スイッチ２１−１〜２１−５における連続性を保つセグメントデータ数を示している。また、合計欄には＃１〜＃５の欄における連続性を保つセグメントデータ数の合計値を示す。なお、対比のため、図２のＲＲアルゴリズムを用いた場合のシミュレーション結果を図１１（Ｂ）に示す。

図１２に図１１のシミュレーション結果を表すバーグラフを示す。図１２は位相差を横軸とし、図１１（Ａ）の連続性を保つセグメントデータ数の合計値を縦軸のハッチングバーの長さで示し、図１１（Ｂ）の連続性を保つセグメントデータ数の合計値を縦軸の白抜きバーの長さで示している。図１２に示されるようにイングレス部１０−１〜１０−５から出力したセグメントデータの連続性をスイッチファブリック部２０の経由後で見ると、本実施形態の図４のＲＲアルゴリズムを用いたほうが、位相差０に近い位相差に連続性を保つセグメントデータ数の合計値が集中し、再構成されるパケットデータの位相遅延差が収束つまり改善していることが分かる。

ここで、図２のＲＲアルゴリズムを用いた場合に対し、本実施形態の図４のＲＲアルゴリズムを用いた場合は、各イングレス部１０−１〜１０−５に対するバックプレッシャの発生が均等化し、イグレス部１０−１〜１０−５に送信する連続すべきセグメントデータの位相遅延の偏差が抑制される。このため、イグレス部１０−１〜１０−５ではパケット再構築用バッファ３２のバッファサイズを抑制することが可能となり、ひいては伝送装置のスループット遅延を抑えることができる。

本実施形態では、バックプレッシャがない場合、送出フラグが値０で直近にセグメントデータを送出していない場合の優先度を高くし、送出フラグが値１で直近にセグメントデータを送出している場合の優先度を低くして、データを送出するリンクの均等化を図っている。また、バックプレッシャがあった場合であっても、送出フラグが値０で直近にセグメントデータを送出していない場合には、優先度は低いもののセグメントデータを送出するようにして、セグメントデータ送出停止の頻度を落とし、データを送出するリンクの均等化を図っている。

これによって、スイッチファブリック部２０の各スイッチ２１−１〜２１−５間の通過時間であるスループットディレイの偏りを軽減している。これにより、イグレス部３０−１〜３０−５では受信したセグメントデータの位相遅延が軽減され、パケットデータが再構成できないといった問題を抑圧することができる。

スイッチファブリック部２０のスイッチ２１−１〜２１−５が発出するバックプレッシャは、バッファ２２−１〜２２−５が溢れないことを考慮してバックプレッシャ検出の閾値を決定するが、本実施形態では、バックプレッシャがあった場合であっても、セグメントデータを送出することがあるため、スイッチのバッファが溢れづらくするために、バックプレッシャ検出の閾値を従来の閾値より例えば数％から数１０％程度低い値に変える。

これにより、イングレス部１０−１〜１０−５のロードシェア部１２はバックプレッシャを受信したからといって、当該スイッチに対してセグメントデータ送信を停止しなくても、当該スイッチのバッファを溢れづらくしている。
（付記１）
パケットデータを複数のセグメントデータに分割し複数のリンクに振り分けて出力するイングレス部と、
前記イングレス部からのセグメントデータを前記複数のリンクに対応する複数のスイッチで宛先振り分けを行って出力するスイッチファブリック部と、
前記複数のスイッチから出力されたセグメントデータを受信しパケットデータを再構築して出力するイグレス部を有し、
前記イングレス部は、前記複数のスイッチそれぞれから供給されるバックプレッシャ検出信号と、前記複数のリンクに対し直近にセグメントデータを送出したか否かを表す送出フラグとに基づいて、バックプレッシャがないリンクと共に、バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出するように制御するロードシェア部を
有することを特徴とするパケットスイッチ。
（付記２）
付記１記載のパケットスイッチにおいて、
前記ロードシェア部は、バックプレッシャがなく直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出する第１アルゴリズムの優先度に対し、バックプレッシャがなく直近にセグメントデータを送出しているリンクを選択してセグメントデータを送出する第２アルゴリズムの優先度を低く設定し、優先度の順にセグメントデータを送出するリンクを選択する
ことを特徴とするパケットスイッチ。
（付記３）
付記２記載のパケットスイッチにおいて、
前記ロードシェア部は、前記バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出する第３アルゴリズムの優先度を前記第２アルゴリズムの優先度より低く設定する
ことを特徴とするパケットスイッチ。
（付記４）
付記３記載のパケットスイッチにおいて、
前記第１乃至第３アルゴリズムそれぞれは、前回セグメントデータを送出したリンクの次のリンクを最優先リンクとしてラウンドロビン方式でセグメントデータを送出するリンクを選択する
ことを特徴とするパケットスイッチ。
（付記５）
付記４記載のパケットスイッチにおいて、
前記ロードシェア部は、前記セグメントデータを送出した場合、前記セグメントデータを送出したリンクの送出フラグを１だけインクリメントし、
前記送出フラグの値が１であれば直近にセグメントデータを送出したとみなし、前記送出フラグの値が０であれば直近にセグメントデータを送出していないとみなす
ことを特徴とするパケットスイッチ。
（付記６）
付記５記載のパケットスイッチにおいて、
前記ロードシェア部は、前記複数のリンク全ての送出フラグの値が１以上であれば、前記複数のリンク全ての送出フラグの値を１だけデクリメントする
ことを特徴とするパケットスイッチ。
（付記７）
付記１に記載のパケットスイッチを有する
ことを特徴とする伝送装置。
（付記８）
パケットデータを複数のセグメントデータに分割し複数のリンクに振り分けてイングレス部から出力し、前記イングレス部からのセグメントデータを前記複数のリンクに対応する複数のスイッチで宛先振り分けを行ってスイッチファブリック部から出力し、前記複数のスイッチから出力されたセグメントデータを受信しパケットデータを再構築してイグレス部から出力するパケット伝送方法において、
前記イングレス部は、前記複数のスイッチそれぞれから供給されるバックプレッシャ検出信号と、前記複数のリンクに対し直近にセグメントデータを送出したか否かを表す送出フラグとに基づいて、バックプレッシャがないリンクと共に、バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出するように負荷分散制御を行う
ことを特徴とするパケット伝送方法。
（付記９）
付記８記載のパケット伝送方法において、
前記負荷分散制御は、バックプレッシャがなく直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出する第１アルゴリズムの優先度に対し、バックプレッシャがなく直近にセグメントデータを送出しているリンクを選択してセグメントデータを送出する第２アルゴリズムの優先度を低く設定し、優先度の順にセグメントデータを送出するリンクを選択する
ことを特徴とするパケット伝送方法。
（付記１０）
付記９記載のパケット伝送方法において、
前記負荷分散制御は、前記バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出する第３アルゴリズムの優先度を前記第２アルゴリズムの優先度より低く設定する
ことを特徴とするパケット伝送方法。
（付記１１）
付記１０記載のパケット伝送方法において、
前記第１乃至第３アルゴリズムそれぞれは、前回セグメントデータを送出したリンクの次のリンクを最優先リンクとしてラウンドロビン方式でセグメントデータを送出するリンクを選択する
ことを特徴とするパケット伝送方法。
（付記１２）
付記１１記載のパケット伝送方法において、
前記負荷分散制御は、前記セグメントデータを送出した場合、前記セグメントデータを送出したリンクの送出フラグを１だけインクリメントし、
前記送出フラグの値が１であれば直近にセグメントデータを送出したとみなし、前記送出フラグの値が０であれば直近にセグメントデータを送出していないとみなす
ことを特徴とするパケット伝送方法。
（付記１３）
付記１２記載のパケット伝送方法において、
前記負荷分散制御は、前記複数のリンク全ての送出フラグの値が１以上であれば、前記複数のリンク全ての送出フラグ方法を１だけデクリメントする
ことを特徴とするパケット伝送方法。

１０−１〜１０−５ イングレス部
１１ イングレスバッファ
１２ ロードシェア部
１３−１〜１３−５ ＦＩＦＯ
２０ スイッチファブリック部
２１−１〜２１−５ スイッチ
２２−１〜２２−５ バッファ
３０−１〜３０−５ イグレス部
３１ イグレスバッファ
３２ パケット再構築用バッファ

Claims (9)

1. パケットデータを複数のセグメントデータに分割し複数のリンクに振り分けて出力するイングレス部と、
   前記イングレス部からのセグメントデータを前記複数のリンクに対応する複数のスイッチで宛先振り分けを行って出力するスイッチファブリック部と、
   前記複数のスイッチから出力されたセグメントデータを受信しパケットデータを再構築して出力するイグレス部を有し、
   前記イングレス部は、前記複数のスイッチそれぞれから供給されるバックプレッシャ検出信号と、前記複数のリンクに対し直近にセグメントデータを送出したか否かを表す送出フラグとに基づいて、バックプレッシャがないリンクと共に、バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出するように制御するロードシェア部を
   有することを特徴とするパケットスイッチ。
2. 請求項１記載のパケットスイッチにおいて、
   前記ロードシェア部は、バックプレッシャがなく直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出する第１アルゴリズムの優先度に対し、バックプレッシャがなく直近にセグメントデータを送出しているリンクを選択してセグメントデータを送出する第２アルゴリズムの優先度を低く設定し、優先度の順にセグメントデータを送出するリンクを選択する
   ことを特徴とするパケットスイッチ。
3. 請求項２記載のパケットスイッチにおいて、
   前記ロードシェア部は、前記バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出する第３アルゴリズムの優先度を前記第２アルゴリズムの優先度より低く設定する
   ことを特徴とするパケットスイッチ。
4. 請求項３記載のパケットスイッチにおいて、
   前記第１乃至第３アルゴリズムそれぞれは、前回セグメントデータを送出したリンクの次のリンクを最優先リンクとしてラウンドロビン方式でセグメントデータを送出するリンクを選択する
   ことを特徴とするパケットスイッチ。
5. 請求項１記載のパケットスイッチを有する
   ことを特徴とする伝送装置。
6. パケットデータを複数のセグメントデータに分割し複数のリンクに振り分けてイングレス部から出力し、前記イングレス部からのセグメントデータを前記複数のリンクに対応する複数のスイッチで宛先振り分けを行ってスイッチファブリック部から出力し、前記複数のスイッチから出力されたセグメントデータを受信しパケットデータを再構築してイグレス部から出力するパケット伝送方法において、
   前記イングレス部は、前記複数のスイッチそれぞれから供給されるバックプレッシャ検出信号と、前記複数のリンクに対し直近にセグメントデータを送出したか否かを表す送出フラグとに基づいて、バックプレッシャがないリンクと共に、バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出するように負荷分散制御を行う
   ことを特徴とするパケット伝送方法。
7. 請求項６記載のパケット伝送方法において、
   前記負荷分散制御は、バックプレッシャがなく直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出する第１アルゴリズムの優先度に対し、バックプレッシャがなく直近にセグメントデータを送出しているリンクを選択してセグメントデータを送出する第２アルゴリズムの優先度を低く設定し、優先度の順にセグメントデータを送出するリンクを選択する
   ことを特徴とするパケット伝送方法。
8. 請求項７記載のパケット伝送方法において、
   前記負荷分散制御は、前記バックプレッシャがあり直近にセグメントデータを送出していないリンクを選択してセグメントデータを送出する第３アルゴリズムの優先度を前記第２アルゴリズムの優先度より低く設定する
   ことを特徴とするパケット伝送方法。
9. 請求項８記載のパケット伝送方法において、
   前記第１乃至第３アルゴリズムそれぞれは、前回セグメントデータを送出したリンクの次のリンクを最優先リンクとしてラウンドロビン方式でセグメントデータを送出するリンクを選択する
   ことを特徴とするパケット伝送方法。

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