JP3109591B2 - Atm交換機 - Google Patents
Atm交換機Info
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- H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
- H04M11/002—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems with telemetering systems
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Description
で使用されるATM交換機に関し、特に、IPパケット
をル−ティングする機能を有するATM交換機に関す
る。
るポートを1つ以上有するIP(インターネットプロト
コル)ルータの総称である。ここでいうポートとは、イ
ーサネット、FDDI、ATMなどの物理的な回線を接
続することが可能なインターフェースを指す。
2.3で規定されるいわゆるイーサネットのインターフ
ェースのみを備えるルータの場合は、あるインターフェ
ースから入力したパケットを、ルータ内部にあるルーテ
ィングテーブルにしたがって、別のインターフェースに
出力するのが一般的である。
サーキット、以下「VC」と略す)という概念があり、
1本の物理的な回線中に複数の回線を束ねて収容するこ
とが可能である。パケットを受信したポートと、ルーテ
ィング処理を経てそのパケットを送信したポートが、物
理的にまったく同じであることもあり得る。つまり、A
TMルータには、ルータのポート毎のルーティング処理
ではなく、VCによるルーティング処理が要求される。
場合には、RFC1483に規定されるカプセル化手法
を用いる。つまり1つのVCに着目すると、1つのIP
パケットは連続したATMセルに分解されて転送され
る。
TMセル化されたIPパケットを一旦IPパケットに再
組み立てし、そのIPパケットに対してルーティング処
理を行い、その後再びATMセル化を行うという処理を
行っており、かならずATMセルからのIPパケットの
組み立て、およびIPパケットからのATMセルの組み
立ての両方の処理が必要であるということである。
ネットワークを構築する際、ATMルータとATM交換
機の両方の設備をかならず用意する必要があるというこ
とである。
Mネットワークのパケット転送能力のボトルネックとな
り、ATMルータの性能をあげないかぎり、ネットワー
クのパケット転送能力を向上できないということであ
る。
ることが可能なATM交換機を提供することをその目的
とする。
機は、ATMスイッチと、該ATMスイッチを制御する
スイッチ制御部と、前記ATMスイッチと外部のATM
ネットワークを接続する回線収容部とを備えるATM交
換機において、ATMセルの形態でIPパケットをルー
ティングするIPルーティング処理部を更に備えること
を特徴とする。
M交換機において、前記IPルーティング処理部が、複
数のメモリを備えるセル蓄積部と、前記ATMスイッチ
より受け取った前記ATMセルを該ATMセルが属する
IPパケット毎に前記複数のメモリの各々に分配する分
配手段と、前記複数のメモリの各々に同一のIPパケッ
トのATMセルの全てが蓄積したときに、該同一のIP
パケットに属する全てのATMセルを前記ATMスイッ
チに送出する送出手段と、前記同一のIPパケットに属
する全てのATMセルのVPI/VCIを変換する手段
と、を備えることを特徴とする。
のATM交換機において、前記メモリはFIFOである
ことを特徴とする。
のATM交換機において、前記分配手段は、コネクショ
ン識別子と前記メモリの識別番号とを対応づけて記憶す
る手段と、空の前記メモリの識別番号のキューを備える
ことを特徴とする。
のATM交換機において、前記送出手段は、前記ATM
セルが前記IPパケット内の最終セルであることを識別
するための識別子を利用して前記複数のメモリの各々に
同一のIPパケットのATMセルの全てが蓄積したこと
を検出することを特徴とする。
のATM交換機において、変換後のVPI/VCIはA
TMセルが属するIPパケットのIPアドレスに対応す
ることを特徴とする。
のATM交換機において、前記IPルーティング処理部
は前記変換後のVPI/VCIと前記IPアドレスとの
対応を保持するルーティングテーブルを備えることを特
徴とする。
のATM交換機において、前記ルーティングテーブルの
内容をルーティングプロトコルの発生に応じて更新する
手段を備えることを特徴とする。
のATM交換機において、前記IPルーティング処理部
は複数あることを特徴とする。
M交換機1は、ATMセルを一旦IPパケットに組み立
てることなしにIPパケットのルーティング処理を行う
ことにより、高速なIPパケットのルーティング処理を
可能とする。また、本実施形態のATM交換機1は従来
のATM交換機に比較的小規模なハードウェアを追加す
るだけでATMルータとしても動作するものである。
1−2は、従来からのものと統一であるが、それぞれ
が、IPネットワーク2−1及び2−2に割り当てられ
ている。ATM交換機1は同様な回線収容部をこれらの
他にも備えるが図示していない。回線収容部11−1お
よび11−2は、IPネットワーク2−1および2−2
から受信するATMセルを受信し物理層の終端等を行っ
た後、ATMスイッチ12にATMセルを送信する。A
TMスイッチ12はスイッチ制御部14によりあらかじ
め設定されたスイッチング情報に従い、受信したATM
セルをIPルーティング処理部13に出力する。IPル
ーティング処理部13は、受信したATMセルからIP
ヘッダ情報を読み取り、その情報を元にそのATMセル
のATMセル化される前のIPパケットの転送先のVC
を決定し、そのVCに対してそのATMセルを転送す
る。転送されたATMセルは再びATMスイッチ12に
転送され、ATM回線収容部11−1または11−2を
経由し、再びIPネットワーク2−1または2−2に送
出される。
外の不図示の回線収容部から入力されたATMセルは、
ATMスイッチ内で処理され折り返される。
交換機1にIPルーティング処理部13を追加するのみ
でIPルーティング機能を追加することができるので、
既存のATM交換機の設備を有効利用してATMルータ
を実現できる。
ットワーク2−1および別のIPネットワーク2−2と
ATM回線により接続されている。
11−2、ATMスイッチ12、IPルーティング処理
部13、スイッチ制御部14を備える。IPネットワー
ク2−1および2−2は、ATMルータ1にある回線収
容部11−1および11−2にそれぞれ接続されてい
る。
TMスイッチ12に接続されており、ATMスイッチ1
2は、スイッチ制御部14により制御される。さらに、
ATMスイッチ12には、IPルーティング処理部13
が接続されている。
か接続されていないが、3つ以上のIPネットワークが
接続されていてもよい。
細を示すブロック図である。
12から送信されるATMセルを受信し、セル蓄積部1
33に転送する。セル蓄積部133は内部にn個のFI
FO133−1〜133−nを持っている。VC振り分
け部131は、ATMセルのヘッダにあるVPI,VC
I値をみて、同一のVPI,VCI値を持つATMセル
は同じFIFOに出力する。
CI値をみる必要がないので、通常はVPI,VCI値
と1対1に対応する装置内固有の識別子(以下、「コネ
クション識別子」と呼ぶ)をATMセルに付与して、V
PI,VCI値による識別をコネクション識別子による
識別に換える場合がある。コネクション識別子がVP
I,VCIそのものでもよい。
に、セル蓄積部133内のFIFO133−1〜133
−nのうちどのFIFOが空いているかを管理するため
の管理機能を持っている。管理方法についてはここでは
詳述しないが、図3に示すように空きFIFO管理部1
32−1に空きFIFO番号を格納するキューが用意さ
れ、セル蓄積部133内のFIFO133−1〜133
−nのいずれかからセル送出部134に対してのATM
セルの出力が完了したら、そのFIFOの番号(たとえ
ば、FIFO133−1〜133−nに対して付けられ
た1,2,3,....,nの番号)がキューに格納さ
れ、VC振り分け部131が新たなコネクション識別子
を持つATMセルの振り分けのための新たなFIFOを
必要とした場合に、VC振り分け部131は、このキュ
ーからFIFOの番号を読み出し、この番号のFIFO
を振り分け先のFIFOとする。
出力はセル送出部134に供給される。FIFO133
−1〜133−nは、VC振り分け部131から転送さ
れたATMセルを蓄積するが、先に蓄積されたATMセ
ルを、後から蓄積されたATMセルより必ず先に出力す
る。
3−nを別々の素子としているが、1つ(または複数)
のメモリ素子および、書き込み及び読み出しを制御する
回路を用いて、これらと同等の機能を有するもの実現し
てもよい。
Mセルが1つも蓄積されていない状態(空の状態)のと
きに、ATMセルを入力すると、すなわち、IPパケッ
トの最初のATMセルを入力すると、そのコピーを処理
要求FIFO135に出力する。但し、IPルーティン
グに必要な情報が、1つのATMセル内に納まらない場
合には、最初の1つのセルだけではなく、初めの2つ以
上のセルを処理要求FIFO135に出力する。
ィングプロセッサ137に供給され、ルーティングプロ
セッサ137は、ルーティングテーブル138の内容を
参照しながら、IPルーティング処理を行う。
Pアドレスと、転送先ポートの対のエントリが複数個書
き込まれている。そのエントリにより、その宛先IPア
ドレスを持つIPパケットをどの転送先ポートに送出す
ればよいかを示す。本実施形態の場合、転送先ポートと
は、VPI/VCIで識別することが可能な、バーチャ
ルチャンネルのことである。つまり、転送先ポートはV
PI/VCIより成る。
するのは、ルーティングプロセッサ137である。通
常、ルーティングテーブル138の内容の作成方法とし
ては、以下の2通りの方法がある。
ポートの対応がわかっている場合:この場合には、ルー
ティングプロセッサ137は宛先IPアドレスと転送先
ポートアドレスをルーティングテーブル138に最初に
書き込むだけである。これを、静的ルーティングと呼
ぶ。
対応が刻々と変化する場合:この場合には、ルーティン
グプロセッサ137は、宛先IPアドレスと転送先ポー
トアドレスの対応が変化する度に、この内容を更新す
る。これを動的ルーティングと呼ぶ。動的ルーティング
の場合は、宛先IPアドレスと転送先ポートの対応が変
化したことは、ルーティングプロトコルによって知るこ
とができる。
IP(Routing Information Protocol)、OSPF(Open
Shortest Path First)などがある。
とルーティングプロトコルに関するIPパケットを送受
することにより行われる。
2に再び送出するIPパケットだけではなく、ルーティ
ングプロセッサ137自身宛に送られるIPパケットも
蓄積される。そのIPパケットは、ルーティングプロト
コルに関するIPパケットである場合もある。
求FIFO135に蓄積されたATMセルの内容を読み
取る。IPパケットのヘッダは先頭セルに含まれている
ため、先頭セルの内容を読み取ることにより、宛先IP
アドレスを知ることができる。ルーティングプロセッサ
137は、この宛先IPアドレスから、ルーティングテ
ーブル138を参照して、転送先ポートを知る。
理しているATMセルのVPI/VCIとルーティング
テーブル138を参照することにより得られたVPI/
VCIより成る転送先ポートの対を、VPI/VCI変
換テーブルに書き込む。
ト139に送出する。
終了信号204と処理終了終了信号205のANDゲー
ト139によるAND条件により、セル送出部134
は、セル蓄積部133からのATMセルの読み出しを開
始する。なお、図2中にはANDゲート139は1つし
かないが、実際にはセル蓄積部133内のFIFOの数
と同数のANDゲートが必要である。
テーブル136を参照しつつ、読み出すATMセルのそ
れぞれのVPI/VCIの値を変換して、VPI/VC
Iを変換した後のATMセルをATMスイッチ12に送
出する。
きATM交換機の動作を説明する。
より、IPネットワーク2−1からATMセル化したI
Pパケットを受信する。受信されたATMセルは、AT
Mスイッチ部12に転送される。
−1及び11−2から入力したATMセルをIPルーテ
ィング処理部13に出力し、IPルーティング処理部1
3から入力したATMセルを回線収容部11−1又は1
1−2に出力する。IPルーティング処理部13から入
力したATMセルをどちらの回線収容部に出力するか
は、スイッチ制御部14が予めATMスイッチ12に設
定した情報により決定される。つまり、IPルーティン
グ処理部13が接続されたATMスイッチ12の入力ポ
ートと入力したATMセルのVPI/VCIにより、入
力したATMセルをどの出力ポートに(従って、どの回
線収容部に)出力するかが一意に決まる。この対応は、
スイッチ制御部14がATMスイッチ12に予め設定し
ておく。
ATMセルの中身を読み取り、その情報にしたがってA
TMセルのヘッダに付与されているVPIおよびVCI
の付け替えを行う。すなわち、あるVCからそれとは別
のVCへのセルの載せ換えを行う。
13の動作を説明する。
2よりATMセルを受信すると、セルに付与されている
コネクション識別子201を、FIFO管理部132に
送り、続いて、FIFO管理部132から返されるFI
FO番号202を持つセル蓄積部のFIFOにそのAT
Mを出力する。FIFO番号202は、コネクション識
別子201に対応したFIFO番号又は空きFIFOの
番号である。
は、空きFIFO管理部132−1と、使用中FIFO
管理部132−2を備える。空きFIFO管理部133
−1のキューにはATMセルが読み出されて空となった
FIFOの番号が書き込まれる。使用中FIFO管理部
133−2には、コネクション識別子とFIFO番号の
対応表がある。VC振り分け部131が、FIFO管理
部132に対して、ATMセルのコネクション識別子2
01を与えれば、FIFO管理部132は、そのコネク
ション識別子201を持つATMセルがセル蓄積部13
3に蓄積されているか否かの情報の信号203、及び、
FIFO番号202をVC振り分け部に出力する。FI
FO番号202は、コネクション識別子201を持つA
TMセルがセル蓄積部133に蓄積されているならば使
用中FIFO管理部132−2内で対応づけられている
FIFO番号であり、もし蓄積中でないならば空きFI
FO管理部132−1のキューの先頭から読み出される
FIFO番号である。
ようとするATMセルのコネクション識別子が使用中F
IFO管理部132−2に書き込まれていれば、VC振
り分け部131は、セル蓄積部133内のFIFO13
3−1〜133−nのうちのそのコネクション識別子に
対応するFIFO番号のFIFOにそのATMセルを格
納する。一方、セル蓄積部133に出力しようとするA
TMセルのコネクション識別子が使用中FIFO管理部
132−2に書き込まれていなければ、VC振り分け部
131は、空きFIFO管理部133−1から、ATM
セルを蓄積していないFIFOの番号を取得し、その取
得した番号のFIFO(本実施例では、FIFO133
−1〜133−nのいずれか)にそのATMセルを格納
する。続いて、FIFO管理部132は、そのATMセ
ルのコネクション識別子とFIFO番号の対応のとれた
組を、使用中FIFO管理部132−2に格納する。
ATMセルと同一のコネクション識別子を持つ別のAT
Mセルがセル蓄積部133のFIFO133−1〜13
3−nのうちの何れかのFIFOにすでに蓄積されてい
る場合は、そのFIFOに対してそのATMセルが出力
され、また、同じコネクション識別子が付与されたAT
Mセルの全てはFIFO133−1〜133−nのうち
の同一のFIFOに格納される。
る場合には、そのIPパケットの末尾が格納されている
ATMセルには、最終セルを識別するための識別子が付
与されているのが普通である。
した時点で、読み出し要求信号204を、セル読み出し
部134に対して送出する。セル送出部134は、読み
出し要求のあったFIFO内のATMセルを読み出し、
ATMスイッチ12に出力する。続いて、セル送出部1
34はFIFO開放信号205により、FIFO管理部
132に、読み出されたFIFOの番号と対応するコネ
クション識別子の組を使用中FIFO132−2から削
除し、読み出されたFIFOの番号を空きFIFO管理
部132−1のキューに書き込ませるための信号を出力
する。
る。
は、まったくATMセルを蓄積していない状態で、新た
にATMセルを入力した場合には、セル蓄積開始通知信
号をルーティングプロセッサ137に出力すると同時
に、そのATMセルを処理要求FIFO135に書き込
む。但し、IPパケットのルーティングに必要なヘッダ
情報が2つ以上のATMセルにまたがると想定される場
合には、その必要なヘッダ情報を含むセルを全て受信し
た時点で、蓄積開始通知信号を送出する。また、ルーテ
ィングプロセッサ137が、処理要求FIFO135の
セル蓄積状態を常に監視しているならば、セルの蓄積を
検出した時点で処理を開始すればいいので、セル蓄積開
始通知信号は不要である。
換機の構成を図4に示す。
1つのIPルーティング処理部13を有するが、図4に
示す本実施形態によるATM交換機3は複数のIPルー
ティング処理部13−1〜13−nを有する。
スイッチ12は、回線収容部11−1〜11−mがIP
ネットワーク2−1〜2−mから受信するATMセルを
IPルーティング処理部13−1〜13−nのいずれか
に転送する。実施形態1では、1つのIPルーティング
処理部でルーティング処理を行うだけであるが、本実施
例の構成では、複数のIPルーティング処理部にてルー
ティング処理を行うことが可能である。
Pルーティング処理部13−1〜13−nのうちのどれ
と接続されるかは、スイッチ制御部14の設定により変
えることが出来る。例えば、1対1に対応させたり、V
PI,VCI値の範囲によって接続先を変えたりするこ
とが出来る。
ィング処理部を複数有することにより、ATM交換機の
IPルーティング処理能力を、容易に向上できるという
効果が得られる。
換機の接続形態を図5に示す。
のATM交換機に接続されているが、本実施形態では複
数のATM交換機に接続されている。図5において、A
TM交換機1−1および1−2が実施形態1又は2のA
TM交換機であり、IPルーティング処理部を持ってい
る。従って、他のATM交換機1−3、1−4、1−
5、1−6はIPルーティング処理部を持つ必要がな
い。なお、従来のATMネットワークでは、ATM交換
機1−1および1−2のある位置にはルーティング機能
を有するATM交換機がないため、別途、ATMルータ
を接続する必要があった。
以下の効果が奏される。
におけるIPルーティング処理部13を追加することに
より、ATM交換機にIPルーティング機能を追加でき
るので、既存の設備を有効に使用しつつ、ATMルータ
を構成することができることである。
ットに組み立てることなしに、直接ATMセルからIP
パケットのヘッダ情報を読み取りルーティング処理を行
うので、従来のSAR(Segmentation And Reassembly )
処理LSIを利用して行っているような、受信メモリか
らIPパケットを読み出して、送信メモリの書き込む処
理が不要であるため、その処理にかかる負荷を軽減する
ことができ、従来に比較して、高速なIPパケット処理
が可能となることである。
VCと不要なVCを同一のATM交換機内で混載するこ
とが可能であり、ATM交換機の設備を有効利用できる
ことである。
成を示すブロック図である。
ッチとの接続関係を示すブロック図である。
である。
ブロック図である。
と従来のATM交換機との接続形態を示すブロック図で
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 ATMスイッチと、該ATMスイッチを
制御するスイッチ制御部と、前記ATMスイッチと外部
のATMネットワークを接続する回線収容部と、ATM
セルの形態でIPパケットをルーティングするIPルー
ティング処理部を備えるATM交換機において、前記I
Pルーティング処理部は、 複数のメモリを備えるセル蓄積部と、 前記ATMスイッチより受け取った前記ATMセルを該
ATMセルが属するIPパケット毎に前記複数のメモリ
の各々に分配する分配手段と、 前記複数のメモリの各々に同一のIPパケットのATM
セルの全てが蓄積したときに、該同一のIPパケットに
属する全てのATMセルを前記ATMスイッチに送出す
る送出手段と、 前記同一のIPパケットに属する全てのATMセルのV
PI/VCIを変換する手段と、 を備えることを特徴とするATM交換機 。 - 【請求項2】 請求項1に記載のATM交換機におい
て、前記メモリはFIFOであることを特徴とするAT
M交換機。 - 【請求項3】 請求項1に記載のATM交換機におい
て、前記分配手段は、コネクション識別子と前記メモリ
の識別番号とを対応づけて記憶する手段と、空の前記メ
モリの識別番号のキューを備えることを特徴とするAT
M交換機。 - 【請求項4】 請求項1に記載のATM交換機におい
て、前記送出手段は、前記ATMセルが前記IPパケッ
ト内の最終セルであることを識別するための識別子を利
用して前記複数のメモリの各々に同一のIPパケットの
ATMセルの全てが蓄積したことを検出することを特徴
とするATM交換機。 - 【請求項5】 請求項1に記載のATM交換機におい
て、変換後のVPI/VCIはATMセルが属するIP
パケットのIPアドレスに対応することを特徴とするA
TM交換機。 - 【請求項6】 請求項5に記載のATM交換機におい
て、前記IPルーティング処理部は前記変換後のVPI
/VCIと前記IPアドレスとの対応を保持するルーテ
ィングテーブルを備えることを特徴とするATM交換
機。 - 【請求項7】 請求項6に記載のATM交換機におい
て、前記ルーティングテーブルの内容をルーティングプ
ロトコルの発生に応じて更新する手段を備えることを特
徴とするATM交換機。 - 【請求項8】 請求項1乃至7に記載のATM交換機に
おいて前記IPルーティング処理部は複数あることを特
徴とするATM交換機。
Priority Applications (2)
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JP15043798A JP3109591B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Atm交換機 |
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JP15043798A Expired - Fee Related JP3109591B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Atm交換機 |
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