專(zhuān)利名稱(chēng)：交換路由系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)路系統(tǒng)，特別是一種以高速ATM信元交換為基礎(chǔ)、并能有效地處理ATM及以太網(wǎng)通信的高性能交換路由系統(tǒng)。
隨著通信技術(shù)的發(fā)展，用戶(hù)在質(zhì)量和數(shù)量方面都提出了多樣化的服務(wù)要求。不但要求提供像音響和圖像那樣的連續(xù)模擬信息的服務(wù)，還要求提供像文件傳輸那樣的高速數(shù)據(jù)通信及具有可變位率的實(shí)時(shí)映像通信等服務(wù)。為此要求有一種通信網(wǎng)對(duì)這些爆發(fā)性的服務(wù)能在同一的一個(gè)鏈路上給予提供。
ATM方式的寬帶綜合信息通信網(wǎng)(Broadband ISDN)就是為實(shí)現(xiàn)這一目的而產(chǎn)生的一種典型的通信方式。
隨著與因特網(wǎng)相關(guān)的服務(wù)和需求劇增，要求用一些新的技術(shù)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)而又高效的因特網(wǎng)。這里有兩個(gè)典型的這種因特網(wǎng)。一是基于以往的以太網(wǎng)技術(shù)而建立的高速近距離數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(局域網(wǎng))；另一個(gè)是為了在因特網(wǎng)上適用ATM方式的長(zhǎng)處而建立的，基于ATM技術(shù)的高速近距離數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。
為提高因特網(wǎng)的服務(wù)水平在建網(wǎng)的過(guò)程中出現(xiàn)了一種跡象，那就是以太網(wǎng)方式的通信網(wǎng)和利用ATM方式的通信網(wǎng)這兩者需要相互共存。這兩種方式正處于互相竟?fàn)幍年P(guān)系而且各自在不斷的開(kāi)發(fā)新技術(shù)，發(fā)展自己的長(zhǎng)處，改進(jìn)短處，以期尋求新一代的高速近距離通信網(wǎng)。
另外到目前為止在同一個(gè)LAN網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)通信量遠(yuǎn)大于LAN網(wǎng)與網(wǎng)之間的比重，但是，隨著與因特網(wǎng)相關(guān)的服務(wù)和需求的劇增，使得這一狀況發(fā)生了很大的變化，即LAN網(wǎng)與網(wǎng)之間的通信比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出了網(wǎng)內(nèi)通信的比重這種變化在建立通信基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)使得用以連接LAN網(wǎng)與網(wǎng)之間的路由器功能的進(jìn)程中形成一個(gè)所謂的瓶頸現(xiàn)象。這種路由器的瓶頸現(xiàn)象成了一種障礙，難以使所有的LAN網(wǎng)連成一個(gè)廣域的通信網(wǎng)，以期提高因特網(wǎng)的服務(wù)水平。
為了克服這種路由器的瓶頸現(xiàn)象，正在開(kāi)發(fā)一種相關(guān)的技術(shù)，這就是一種能提供高速交換路由選擇功能的交換路由系統(tǒng)；同時(shí)開(kāi)發(fā)一種包含在路由選擇功能的第三層功能高速處理方法。
在以往的高速交換平臺(tái)(Switching platform)中，作為代表性的技術(shù)有ATM信元交換技術(shù)和以太網(wǎng)包交換技術(shù)等。一般認(rèn)為固定長(zhǎng)度的信元交換方式可以獲得高速交換性能。
以往第三層功能的高速處理方法有將協(xié)議處理功能用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的方法(Wirespeed)和利用MPOA(ATM多協(xié)議規(guī)范)或MPLS(標(biāo)號(hào)交換多協(xié)議規(guī)范)等新協(xié)議的方法。前者方法是隨帶寬的提高而難以實(shí)現(xiàn)，而且價(jià)格也隨著增高，為此很難期待能持續(xù)得到發(fā)展；后者，則有將所有的裝置都得包含新協(xié)議的問(wèn)題。
一般，以太網(wǎng)通信的第三層處理采用前者方法；而對(duì)ATM通信則采用后者的方法。另外，一般在小規(guī)模的LAN網(wǎng)中采用前者方法而在大規(guī)模網(wǎng)中使用后者的方法。在中規(guī)模校園網(wǎng)或企事業(yè)網(wǎng)中上述兩種情況大都共存。在這種情形下，能提供一種高性能路由功能的交換路由系統(tǒng)會(huì)在建立高質(zhì)量因特通信網(wǎng)方面起到核心作用。該系統(tǒng)基本上包含以ATM信元交換為基本平臺(tái)的高性能交換功能，并同時(shí)容納ATM通信和以太網(wǎng)通信，而且對(duì)以太網(wǎng)及局域網(wǎng)仿真ATM通信提供高性能的路由功能。


圖1示出一般交換發(fā)送程序系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。上述的一般交換發(fā)送程序系統(tǒng)是由交換單元(110)，入網(wǎng)連接單元(120，130)，包含第三層功能的路由選擇單元(140)以及控制管理處理機(jī)單元(150)等構(gòu)成。
上述交換單元(110)和上述入網(wǎng)連接單元(120，130)是通過(guò)交換端口(160)相連；上述控制管理處理機(jī)單元(150)將通過(guò)系統(tǒng)控制管理數(shù)據(jù)的收發(fā)信通道去利用上述的交換端口；另外，還可以去利用處理機(jī)之間的通信通道(170)。上述路由選擇單元(140)也可以借上述交換端口(160)通過(guò)上述交換單元(110)或者利用上述處理機(jī)之間的通信通道(170)同上述入網(wǎng)連接單元(120，130)進(jìn)行通信。
一般，如圖1所示，以往的交換發(fā)送程序系統(tǒng)采用一種用戶(hù)數(shù)據(jù)(User Data)與控制數(shù)據(jù)(Control Data)路徑相分離方式的結(jié)構(gòu)。圖1中EP為嵌入處理器；SAR表示分段與再匯編；L3表示第三層處理功能中的轉(zhuǎn)發(fā)功能。
圖2為分布結(jié)構(gòu)形態(tài)交換發(fā)送程序系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)在以往的各入網(wǎng)連接單元中含有第三層處理功能。上述分布結(jié)構(gòu)形態(tài)交換發(fā)送程序系統(tǒng)由交換單元(210)，入網(wǎng)連接單元(220，230)以及路由服務(wù)單元(240)等構(gòu)成上述各入網(wǎng)連接單元(220，230)都各自具有自身的第三層處理功能；另外，上述路由服務(wù)單元(240)將處理上層路由選擇規(guī)程，上述路由服務(wù)單元(240)與在上述各入網(wǎng)連接單元(220，230)中的第三層處理功能部位之間存在一條數(shù)據(jù)通信路徑。利用這條路徑可去使用交換單元(210)，而且還可以使用在處理機(jī)之間另外設(shè)置的通信通道(270)。
在圖2中揭示出分布結(jié)構(gòu)形態(tài)交換發(fā)送程序系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。因每個(gè)入網(wǎng)連接單元(220，230)都含有第三層處理功能，所以在路由選擇功能方面將優(yōu)于在圖1中揭示的服務(wù)型路由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。但是建系統(tǒng)所需的硬件價(jià)格很貴。除這一短處之外，就上述ATM連接單元(220)而言，除第三層功能外為得到載于ATM信元中的數(shù)據(jù)包信息(Data PacketInformation)需要追加一個(gè)信元分段與再匯編(Cell Segmentation andReassebly，SAR)功能，為此不但硬件價(jià)格變得很貴，而且在通過(guò)SAR過(guò)程中還能產(chǎn)生功能損失的問(wèn)題。
另外，傳輸?shù)缴鲜鋈刖W(wǎng)連接單元(220，230)上的數(shù)據(jù)通信并非都耍求進(jìn)行第三層處理，因此不能認(rèn)為分布結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)送程序系統(tǒng)的效能價(jià)格是合算的。再則，在ATM連網(wǎng)中，為了有效的建立一種利用ATM技術(shù)的LAN網(wǎng)或者因特網(wǎng)，需要引入像MPOA那樣的第三層處理技術(shù)，這時(shí)由于實(shí)際經(jīng)由第三層處理過(guò)程的通信量顯著下降，使得在價(jià)格方面造成很大的浪費(fèi)。通常，為改善這些問(wèn)題，在應(yīng)用于LAN領(lǐng)域的ATM網(wǎng)連接系統(tǒng)中將采用如圖1所示的服務(wù)型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
圖3概括地示出了在圖1中圖示的服務(wù)型交換發(fā)送程序系統(tǒng)的工作過(guò)程。對(duì)此詳細(xì)說(shuō)明如下。
在圖3中，經(jīng)ATM網(wǎng)連接單元輸入的LAN仿真ATM信息，通過(guò)ATM信元交換單元(310)輸入到路由服務(wù)單元(340)；然后借LEC(LAN仿真客戶(hù))傳輸?shù)酵坏姆侄沃谢蛘邚接陕酚蛇x擇功能部傳輸?shù)狡渌姆侄沃?。在此，為管理和運(yùn)行這些LAN的分段器，需要LE服務(wù)單元(370)。
在圖3中，徑以太網(wǎng)連接單元(330)輸入的信息包通過(guò)上述路由選擇服務(wù)單元(340)讓其以相同的方法得到傳輸，那么要經(jīng)由SAR模塊(380)得4次之多，為此將會(huì)導(dǎo)致功能損失。
下面就上述的以往技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行更詳細(xì)的分析。
先簡(jiǎn)要說(shuō)明一下<Jong Arm Jun>在學(xué)木雜志《ICT》99′上發(fā)表的論文《MPOA的實(shí)現(xiàn)--交換型路由器》的內(nèi)容。
在該論文中提出一個(gè)能提供具有10Gbps級(jí)ATM交換功能的MPOA(ATM協(xié)議規(guī)范)的交換型路由器。被稱(chēng)做SR-10的該系統(tǒng)具有連接以太網(wǎng)，幀中繼以及ATM等三種連網(wǎng)功能。具有IP處理機(jī)能的SR--10系統(tǒng)可以避免在網(wǎng)上經(jīng)路由器而造成的與路徑相關(guān)之瓶頸現(xiàn)象或死鎖等問(wèn)題；而且在ATM網(wǎng)的IP傳輸功能方面提供一個(gè)卓越的網(wǎng)絡(luò)功能。
另外，SR--10基本上由交換單元，線連接單元，路由選擇單元以及控制處理機(jī)單元構(gòu)成。交換單元叫做SRSU，它提供熱態(tài)備用形態(tài)的雙重化功能；而且把5Gbps ATM信元交換元件作成字節(jié)交叉形態(tài)，借此提供10Gbps的交換能力。三種線連接單元包括提供STM--1連接功能的STAU，提供幀中繼功能的FRAU以及提供以太網(wǎng)連接功能的ETAU等。
被稱(chēng)做IRCU的路由控制單元提供MPOA服務(wù)功能和路由選擇協(xié)議處理功能，SR--10系統(tǒng)提供的ATM交換平臺(tái)功能像MPLS一樣適應(yīng)于形成其它形態(tài)的第三層交換功能。
另外，在上述論文中提出的發(fā)明對(duì)建立ATM網(wǎng)及以太網(wǎng)共存的異型中大規(guī)模校園網(wǎng)或企事業(yè)網(wǎng)方面很有效果，而且在建立效能價(jià)格合算的一個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)方面也很有效。但是由于第三層處理功能及路由選擇控制功能形成同一個(gè)服務(wù)形態(tài)，因此很難期待有效的第三層處理功能和高性能。
本發(fā)明是為解決上述傳統(tǒng)技術(shù)方面存在的問(wèn)題而提出的一個(gè)方案。這就是借助一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)以太網(wǎng)及ATM網(wǎng)同時(shí)提供異型的二個(gè)以上的連接功能，目的在于給出以太網(wǎng)及LAN--仿真ATM通信提供一個(gè)高性能的交換路由系統(tǒng)。
為了達(dá)到前述的目的本發(fā)明包括有ATM網(wǎng)連接單元，以太網(wǎng)連接單元，高速ATM信元交換單元，服務(wù)型第三層處理單元以及處理機(jī)單元。上述ATM網(wǎng)連接單元，以太網(wǎng)連接單元和服務(wù)型第三層處理單元借交換端口連接到高速ATM信元交換單元，因而相互得到連接。上述ATM網(wǎng)連接單元具有如下二個(gè)執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)的功能。一是若從ATM網(wǎng)輸入LAN仿真的ATM通信及信元通信時(shí)，向上述的服務(wù)型第三層處理單元進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；二是若輸入ATM信元通信的OAM(操作與維護(hù))信元或信號(hào)信元時(shí)向上述的處理機(jī)單元進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，如果輸入的以太網(wǎng)通信是用戶(hù)通信那么上述的以太網(wǎng)連接單元就直接執(zhí)行第三層處理功能，然后向其它分段的入網(wǎng)連接單元發(fā)送而不需要經(jīng)由上述的處理機(jī)單元；如果不是用戶(hù)通信，那么它就向上述的處理機(jī)單元發(fā)送。從上述的ATM網(wǎng)連接單元輸入LAN仿真的--ATM通信及信元通信時(shí)，上述服務(wù)型第三層處理單元根據(jù)LEC(局域網(wǎng)仿真客戶(hù)機(jī))環(huán)境執(zhí)行向其它分段入網(wǎng)連接單元轉(zhuǎn)發(fā)的功能而不經(jīng)由上述的處理機(jī)單元。上述處理機(jī)單元將使系統(tǒng)的各單元初始化并進(jìn)行監(jiān)視，而且對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)的包式數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理。由此提供一個(gè)對(duì)ATM網(wǎng)及以太網(wǎng)同時(shí)提供連接功能為特征的交換路由系統(tǒng)。
更詳細(xì)一點(diǎn)說(shuō)，上述處理機(jī)單元將把下述的三個(gè)單元分別連接到上述高速ATM信元交換單元上。一是控制管理處理機(jī)，它對(duì)系統(tǒng)各單元執(zhí)行初始化及監(jiān)視功能。二是路由選擇服務(wù)單元。它對(duì)從上述的以太網(wǎng)連接單元轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的包式數(shù)據(jù)流進(jìn)行上層路由選擇協(xié)議數(shù)據(jù)處理。三是控制管理處理機(jī)和路由選擇服務(wù)單元，它們通過(guò)內(nèi)部相分離的兩個(gè)通道來(lái)連接。由此提供一個(gè)具有上述連接手段為特征的交換路由系統(tǒng)。
另外再更詳細(xì)地說(shuō)，上述控制管理處理機(jī)通過(guò)另外的系統(tǒng)監(jiān)視通道對(duì)系統(tǒng)各單元執(zhí)行初始化及監(jiān)視功能。這里提供的交換路由系統(tǒng)的特點(diǎn)是在執(zhí)行過(guò)程中只發(fā)收?qǐng)?zhí)行上必要的數(shù)據(jù)。另外再更詳細(xì)地說(shuō)，上述以太網(wǎng)連接單元，對(duì)從以太網(wǎng)輸入的用戶(hù)通信執(zhí)行第三層處理功能，并轉(zhuǎn)發(fā)到其它分段入網(wǎng)連接單元而不必經(jīng)由上述的處理機(jī)單元。這里提供的交換路由系統(tǒng)就是具有這種轉(zhuǎn)發(fā)方式的分布型第三層處理機(jī)為特征的系統(tǒng)。
另外更詳細(xì)地說(shuō)，上述以太網(wǎng)連接單元，處理機(jī)單元及服務(wù)型第三層處理單元都裝有用來(lái)執(zhí)行ATM信元SAR(分段與再匯編)功能的SAR部。這又是在這里提供的交換路由系統(tǒng)另外再更詳細(xì)地說(shuō)，上述服務(wù)型第三層處理單元及分布型第三層處理部將利用穿通上述SAR部及上述高速ATM信元交換單元的珞徑發(fā)送信息。這又是一個(gè)交換路由系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)。
本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)由以下實(shí)施例及其附圖給出。
下面，參照使用本發(fā)明的一個(gè)良好的實(shí)例圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是示出以往的一般交換路由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是示出以往分布型結(jié)構(gòu)形態(tài)交換路由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。在其各入網(wǎng)連接單元中含有第三層處理功能。
圖3概括地示出在圖1中圖示的服務(wù)型交換路由系統(tǒng)之運(yùn)作情況。
圖4是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，即交換路由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖5概括地示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例--交換路由系統(tǒng)的用戶(hù)通信之運(yùn)作情況。
圖6概括地示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例--交換路由系統(tǒng)中非用戶(hù)通信時(shí)的通信運(yùn)作情況。
圖7示出在圖4中圖示的ATM網(wǎng)連接單元的功能結(jié)構(gòu)。
圖8示出在圖4中圖示的以太網(wǎng)連接單元的功能結(jié)構(gòu)。
圖9示出在圖4中圖示的ATM通信第三層處理單元的功能結(jié)構(gòu)。
圖10示出在圖4中圖示的處理機(jī)單元的功能結(jié)構(gòu)，該處理機(jī)單元含有路由選擇服務(wù)單元及控制管理處理單元。
圖4示出本發(fā)明的交換路由系統(tǒng)實(shí)例結(jié)構(gòu)。上述的交換路由系統(tǒng)由下述的單元組成；高性能ATM信元基本交換單元(410)，ATM網(wǎng)連接單元(420)，以太網(wǎng)連接單元(430)，它含有以太網(wǎng)通信的第三層處理單元(431)，路由選擇服務(wù)單元(442)，處理機(jī)單元(440)，它含有控制管理處理單元(441)以及ATM通信的第三層處理單元(450)等。
上述交換單元(410)，各入網(wǎng)連接單元(420，430)，處理機(jī)單元(440)以及ATM通信的第三層處理單元(450)等是通過(guò)交換端口(460)連接著；上述控制管理處理機(jī)單元(441)的系統(tǒng)初始化及系統(tǒng)監(jiān)視數(shù)據(jù)的發(fā)收進(jìn)程通過(guò)另外設(shè)置的初始化及監(jiān)視通道(490)來(lái)完成。
另外，在上述以太網(wǎng)連接單元(430)，處理機(jī)單元(440)以及ATM通信的第三層處理單元(450)中設(shè)有SART-4功能部(432，443，452)。該功能部提供高性能的ATM信元分段和再匯編功能。上述SAR-4功能部(432，443，452)對(duì)一個(gè)以太網(wǎng)連接單位的單元而言可能提供的最大帶寬，能提供分段和再匯編功能。在本實(shí)例中，一個(gè)以太網(wǎng)連接單元，設(shè)計(jì)成能收容最多4個(gè)瑞口的高速以太網(wǎng)通信量，與此同時(shí)一個(gè)單位的SAR-4功能部，設(shè)計(jì)成能提供相應(yīng)通信量的分段和再匯編功能處理能力。
圖5中，經(jīng)ATM網(wǎng)連接單元(520)輸入的LAN仿真ATM通信，通過(guò)ATM信元交換單元(510)輸入到ATM信元的第三層處理單元(540)((1))，同時(shí)根據(jù)LEC的環(huán)境，不必經(jīng)由路由選擇服務(wù)單元(580)而直接發(fā)送到其它分段的入網(wǎng)連接單元((3))((4))。在圖5中，經(jīng)以太網(wǎng)連接單元(530)輸入的包式數(shù)據(jù)流被以太網(wǎng)通信的第三層處理單元(531)轉(zhuǎn)發(fā)到其它分段的入網(wǎng)連接單元((5))；而不用經(jīng)由路由選擇服務(wù)單元(580)。第三層處理單元(531)包含在以太網(wǎng)連接單元(530)中。在此，為這樣的LAN分段管理及運(yùn)行，設(shè)有LE服務(wù)單元(570)。
圖6概括地示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，即在交換路由系統(tǒng)中不是用戶(hù)通信的情況下該通信的運(yùn)作情況。對(duì)此詳細(xì)說(shuō)明如下。
在圖6中，經(jīng)ATM網(wǎng)連接單元(620)或以太網(wǎng)連接單元(630)輸入的信元或包通信中，需要在上層路由選擇協(xié)議中應(yīng)得到處理的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)到路由選擇服務(wù)單元(680)，并通過(guò)路由選擇處理機(jī)(681)得到處理((7))。在這里，如果數(shù)據(jù)是ATM信元通信，那么通過(guò)ATM信元的第三層處理單元(640)((6))轉(zhuǎn)發(fā)到路由選擇服務(wù)單元(680)上；如果數(shù)據(jù)是以太網(wǎng)的包通信，那么通過(guò)以太網(wǎng)通信的第三層處理單元(631)轉(zhuǎn)發(fā)到由選擇服務(wù)單元(680)上，其中處理單元(631)是包含在以太網(wǎng)連接單元(630)中的。
在這樣的轉(zhuǎn)發(fā)傳達(dá)過(guò)程中通過(guò)各單元的SAR-4功能部(632，642，683)，變換(Segmentation)成ATM信元交換單元(610)所要求的信元形態(tài)，或者進(jìn)行逆變換(Reassembly)。
另外，在圖6中，在各第三層處理(631，641)的轉(zhuǎn)發(fā)信息是從路由選擇服務(wù)處理器(681)提供；而這種轉(zhuǎn)發(fā)信息的更新則利用穿通SAR-4功能部(632，683)和ATM信元交換單元(610)的交換路徑來(lái)完成((8))。
還有，經(jīng)ATM網(wǎng)連接單元(620)輸入的ATM信元通信的OAM信元或信號(hào)信元，如在圖6所示，被傳送到包含在路由選擇服務(wù)單元(680)中的控制管理處理機(jī)(682)來(lái)得到處理((9))；靠控制管理處理機(jī)(682)進(jìn)行的系統(tǒng)各單元初始化和監(jiān)視功能的數(shù)據(jù)發(fā)收通信，是通過(guò)初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道(690)加以完成。
圖7示出在圖4中圖示的ATM網(wǎng)連接單元的功能結(jié)構(gòu)圖。上述的ATM網(wǎng)連接單元(720)，一般由物理媒體連接部(710)，物理分層處理部(722)，ATM分層處理部(721)以及由初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道接口部(740)組成。
上述物理分層部(722)在本實(shí)例中基本上設(shè)計(jì)成收容4個(gè)端口的STM-1通信，或者收容1個(gè)端口的STM-4通信處理部。而且，在本實(shí)例的ATM連接單元(720)，基本上設(shè)計(jì)成具有能收容16個(gè)STM-1端口或者能收容4個(gè)STM-4端口的能力，但是端口的數(shù)目將根據(jù)實(shí)際情況加以變更。
另外，上述ATM分層處理部(721)以UTOPIAI或II方式同物理分層處理部(722)連接；由收信的方向來(lái)看，從上述物理分層(722)傳送過(guò)來(lái)的ATM信元中，把標(biāo)頭信息(Head Information)和有效負(fù)載信息(Payload)分離開(kāi)來(lái)，然后分別把標(biāo)頭信息傳送給交換控制部而把有效負(fù)載信息傳送給交換存儲(chǔ)緩沖器上；并根據(jù)按傳送方向，向交換控制部發(fā)送過(guò)來(lái)的信元標(biāo)頭信息，從交換存儲(chǔ)緩沖器中讀出相應(yīng)的有效負(fù)載信息，并把它編成傳送信元之后再傳輸給上述物理分層處理部(720)。
上述初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道接口(740)通過(guò)控制管理處理機(jī)單元(441)提供主管初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道的接口功能。單元(441)包含在圖4的處理單元(440)中。圖4的控制管理處理單元(441)通過(guò)上述初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道接口(740)去訪問(wèn)圖7的物理分層處理部(722)和ATM分層處理部(721)執(zhí)行初始化，并根據(jù)需要獲取監(jiān)視信息或發(fā)送控制/命令數(shù)據(jù)。另外，在上述的各ATM分層處理部(721)中提供外部接口，用來(lái)收集OAM信元，以便提供ABR處理功能或其它的管理功能。
圖8示出在圖4中圖示的以太網(wǎng)連接單元的功能結(jié)構(gòu)圖。上述的以太網(wǎng)連接單元(810)一般由物理媒體連接部(850)，物理分層處理部(830)，以太網(wǎng)處理部(820)，第三層處理部(840)以及初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道接口(860)組成。
上述物理分層處理部(830)在本實(shí)例中基本上按能收容4個(gè)端口的高速以太網(wǎng)通信或者能收容1個(gè)端口的千兆位以太網(wǎng)通信而設(shè)計(jì)的。而且，本實(shí)例的以太網(wǎng)連接單元(810)基本上按能收容16個(gè)高速以太網(wǎng)端口或者4個(gè)千兆位以太網(wǎng)端口的能力而設(shè)計(jì)的，但是端口的數(shù)目將隨實(shí)際狀況可以進(jìn)行變更。
一方面，上述以太網(wǎng)處理部(820)承擔(dān)如下的任務(wù)。它利用MII方式連接到上述物理分層處理部(830)，并從按收信方向由上述物理分層處理部(830)傳送過(guò)來(lái)的以太網(wǎng)包中，抽取標(biāo)頭信息傳送給上述第三層處理部(840)，獲取轉(zhuǎn)發(fā)目的址信息，再把獲得的目的址信息編成信元標(biāo)頭傳送給交換控制部；另外把包式數(shù)據(jù)流按信元單位編成一連串的有效負(fù)載信息，傳送給交換存儲(chǔ)緩沖器。另一方面，根據(jù)按送信方向給交換控制部傳送過(guò)來(lái)的送信信元標(biāo)頭信息從交換存儲(chǔ)緩沖器中讀取一連串相應(yīng)的有效負(fù)載信息，然后編成送信包傳送給上述物理分層處理部(830)。
上述第三層處理部(840)的作用是從上述以太網(wǎng)處理部接收收信包的標(biāo)頭信息之后，再經(jīng)查表進(jìn)程，向指定的包提供轉(zhuǎn)發(fā)目的址信息等。
上述初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道接口(860)通過(guò)控制管理處理機(jī)單元(441)提供主管初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道的接口功能。單元(441)包含在圖4中圖示的處理機(jī)單元(440)中。在圖4中圖示的控制管理處理機(jī)單元(441)，通過(guò)上述初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道接口(860)去訪問(wèn)圖8的物理分層處理部(830)和以太網(wǎng)處理部(820)執(zhí)行初始化，而且還根據(jù)需要獲取監(jiān)視信息或者發(fā)送控制命令數(shù)據(jù)。
圖9示出在圖4中圖示的對(duì)ATM通信第三層處理單元的功能結(jié)構(gòu)圖。上述ATM通信的第三層處理單元(910)基本上具有一種以回送模式來(lái)運(yùn)營(yíng)以太網(wǎng)處理部(820)的功能結(jié)構(gòu)，但這里不包括在圖8中圖示的以太網(wǎng)連接單元中物理媒體連接部(850)和物理分層處理部(830)。
通過(guò)在圖7中圖示的由ATM網(wǎng)連接單元輸入的ATM信元通信中，對(duì)要求進(jìn)行第三層處理的信元，將通過(guò)交換單元(410)傳送到ATM通信第三層處理單元(910)。
在圖9中圖示的ATM通信第三層處理單元(910)根據(jù)傳到交換控制部的送信信元標(biāo)頭信息從交換存儲(chǔ)緩沖器中讀取相應(yīng)的一連串有效負(fù)載信息，然后把它編成包向送信方向發(fā)送，那么根據(jù)回送的情況再次向收信方輸入。收信方則抽取輸入包的標(biāo)頭信息發(fā)給第三層處理部(930)獲取轉(zhuǎn)發(fā)目的址信息，再把獲取的標(biāo)頭信息編成信元標(biāo)頭形式傳送到交換控制部，另外將包式數(shù)據(jù)流按信元單位編成一連串的有效負(fù)載信息，然后以分布傳送的方式傳送給交換存儲(chǔ)緩沖器。
第三層處理部(930)的作用是從以太網(wǎng)處理部(920)接收到以回送方式接收的包標(biāo)頭信息之后經(jīng)查表進(jìn)程去提供指定包的轉(zhuǎn)發(fā)目的址信息。
圖10示出一個(gè)處理機(jī)單元的功能結(jié)構(gòu)圖。該處理機(jī)包含在圖4中圖示的路由選擇服務(wù)單元及控制管理處理機(jī)單元。上述處理機(jī)單元(1010)基本上由二個(gè)處理環(huán)境和一個(gè)SAR及路徑接口控制機(jī)(1030)組成。二個(gè)處理環(huán)境分別用做路由選擇服務(wù)單元(1020)和控制管理處理機(jī)單元(1040)。
上述控制管理處理機(jī)單元(1040)由控制管理處理機(jī)(1041)和各種用途的存儲(chǔ)器及輸入輸出元件，還有初始化及系統(tǒng)覽視通道控制機(jī)(1042)組成。
另一方面，上述路由選擇服務(wù)單元(1020)由選擇服務(wù)處理機(jī)(1021)和各種用途的存儲(chǔ)器及輸入輸出元件組成。這二個(gè)處理環(huán)境通過(guò)上述的一個(gè)SAR以及在路徑接口控制機(jī)(1030)中相互分離的二個(gè)通道分別與交換單元相連。上述SAR及路徑接口控制機(jī)(1030)將與在圖7，圖8和圖9中圖示的ATM分層處理部(721)，以太網(wǎng)處理部(820，920)以完全相同的方式連接到交換存儲(chǔ)緩沖器上，而且其數(shù)據(jù)通信的方法也相同。
一方面，初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道控制機(jī)(1042)將形成一個(gè)初始化及系統(tǒng)監(jiān)視通道(1050)，并起到主管它的作用。該通道是為系統(tǒng)各個(gè)硬件中各元件的初始化和系統(tǒng)管理為目的建立的，用于系統(tǒng)監(jiān)視及發(fā)收監(jiān)視數(shù)據(jù)。
如上所述的本發(fā)明能以計(jì)算機(jī)讀取的記錄媒體進(jìn)行記錄而且可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
如在前面詳細(xì)說(shuō)明的那樣，本發(fā)明是以高速ATM信元交換作為基本平臺(tái)，按需求第三層處理的ATM通信量之大小提供一個(gè)能柔和地組成服務(wù)型的第三層處理功能，而且同時(shí)具備有對(duì)ATM通信的服務(wù)型第三層處理結(jié)構(gòu)對(duì)以太網(wǎng)通信的分布型第三層處理結(jié)構(gòu)，為建立一個(gè)ATM網(wǎng)及以太網(wǎng)相互共存而質(zhì)量高的中大規(guī)模校園網(wǎng)或者企事業(yè)網(wǎng)提供了非常有效的而且效能成本非常合算的一個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)。
在前面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)思想進(jìn)行了敘述，但在這里只是選擇了一個(gè)最好的實(shí)例做了說(shuō)明，并非限定本發(fā)明的涉及范圍。另外，很清楚，在這一技術(shù)領(lǐng)域中只要具有通常的技術(shù)知識(shí)，那么不論是誰(shuí)在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想范疇的范圍內(nèi)可以進(jìn)行多樣的變形和模仿。
權(quán)利要求
1.一種以高速ATM信元交換為基礎(chǔ)并能有效地處理ATM及以太網(wǎng)通信的高性能交換路由系統(tǒng)，它包括ATM網(wǎng)連接單元以太網(wǎng)連接單元，高速ATM信元交換單元，服務(wù)型第三層處理單元以及處理機(jī)單元；其特征是上述ATM網(wǎng)連接單元，以太網(wǎng)連接單元和服務(wù)型第三層處理單元由于通過(guò)交換端口與高速ATM信元交換單元連接而相互得到連接；上述ATM網(wǎng)連接單元將執(zhí)行如下的功能。即若從ATM網(wǎng)輸入的是局域網(wǎng)仿真的ATM通信及信元通信，那么將其傳送到上述服務(wù)型第三層處理單元，若從ATM網(wǎng)輸入的是ATM信元通信的OAM信元或者是信號(hào)信元，那么將其傳送到上述處理機(jī)單元；上述以太網(wǎng)連接單元將執(zhí)行如下的功能。即若輸入的以太網(wǎng)通信是用戶(hù)通信，那么直接執(zhí)行第三層處理功能之后轉(zhuǎn)發(fā)給其它分段的入網(wǎng)連接單元，不用經(jīng)由上述的處理單元；若不是用戶(hù)通信，那么轉(zhuǎn)發(fā)給處理機(jī)單元；上述的服務(wù)型第三層處理單元執(zhí)行這樣的功能。即若從ATM網(wǎng)連接單元輸入局域網(wǎng)仿真的ATM通信及信元通信，那么根據(jù)LEC(局域網(wǎng)仿真技術(shù)客戶(hù)機(jī))環(huán)境轉(zhuǎn)發(fā)給其它分段的入網(wǎng)連接單元而不經(jīng)由上述的處理機(jī)單元。上述的處理機(jī)單元執(zhí)行如下的功能。該處理機(jī)單元被連接到高速ATM信元交換單元使系統(tǒng)的各個(gè)單元初始化并對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視，而且對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)的包式數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理。由此可以建立一個(gè)能對(duì)ATM網(wǎng)及以太網(wǎng)同時(shí)提供連接功能并以高速ATM信元交換為基礎(chǔ)的高性能交換路由系統(tǒng)，用以有效的處理ATM及以太網(wǎng)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述交換路由系統(tǒng)，其特征是上述處理機(jī)單元將控制管理處理機(jī)和路由選擇服務(wù)單元以及通過(guò)在內(nèi)部相互分離的二個(gè)通道，把上述的控制管理處理機(jī)和路由選擇服務(wù)單元分別連接到上述高速ATM信元交換單元。包括上述連接手段為特點(diǎn)的交換路由系統(tǒng)。在這里，上述控制管理處理機(jī)執(zhí)行對(duì)系統(tǒng)各單元的初始化及監(jiān)視功能；而上述的路由選擇服務(wù)單元執(zhí)行這樣的功能，即對(duì)從上述以太網(wǎng)連接單元轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的包式數(shù)據(jù)流執(zhí)行上層路由選擇協(xié)議的數(shù)據(jù)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交換路由系統(tǒng)，其特征是上述控制管理處理機(jī)通過(guò)另設(shè)的系統(tǒng)監(jiān)視通道對(duì)系統(tǒng)各單元執(zhí)行初始化及監(jiān)視功能。在這進(jìn)程中只發(fā)收必要的數(shù)據(jù)為特點(diǎn)的交換路由系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交換路由系統(tǒng)，其特征是上述的以太網(wǎng)連接單元對(duì)從以太網(wǎng)輸入的用戶(hù)通信執(zhí)行第三層處理功能，然后把它轉(zhuǎn)發(fā)到其它分段入網(wǎng)連接單元而不必經(jīng)由上述的處理機(jī)單元。具有這種轉(zhuǎn)發(fā)方式的分布型第三層處理機(jī)為特點(diǎn)的交換路由系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的交換路由系統(tǒng)，其特征是上述以太網(wǎng)連接單元，處理機(jī)單元及服務(wù)型第三層處理單元上包含SAR部為特點(diǎn)的交換路由系統(tǒng)。其中SAR部用以執(zhí)行ATM信元的分段再匯編功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交換路由系統(tǒng)，其特征是上述服務(wù)型第三層處理單元及分布型第三層處理部利用穿通上述SAR部及上述高速ATM信元交換單元的交換路徑去完成轉(zhuǎn)發(fā)信息更新為特點(diǎn)的交換路由系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以高速ATM信元交換為基礎(chǔ)并能有效地處理ATM及以太網(wǎng)通信的高性能交換路由系統(tǒng)。它主要包括ATM網(wǎng)連接單元、以太網(wǎng)連接單元、高速ATM信元交換單元、服務(wù)型第三層處理單元以及處理機(jī)單元。ATM網(wǎng)連接單元、以太網(wǎng)連接單元和服務(wù)型第三層處理單元由于通過(guò)交換端口與高速ATM信元交換單元連接而相互得到連接。它為建立一個(gè)ATM網(wǎng)及以太網(wǎng)相互共存而質(zhì)量高的中大規(guī)模校園網(wǎng)或者企事業(yè)網(wǎng)提供了非常有效而且效能成本非合算的一個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK1307421SQ0010439
公開(kāi)日2001年8月8日 申請(qǐng)日期2000年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月2日
發(fā)明者李圭皓, 康薰, 李榮豪 申請(qǐng)人:韓國(guó)電子通信研究院