CN1051188C - 一种共享存储式atm交换的同播实现方法 - Google Patents
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Abstract
一种通过交换控制器以共享存储器方式实现ATM交换的地址链同播控制方法，包括：为两个端口设置专用同播地址队列SAQ，当同播信元到达时，从共享存储器的空闲地址队列FAQ中取出一同播地址A’，将地址A’写入所有SAQn，并附加一指示位IB，用以识别该地址有效性，当从共享存储器中读取同播信元时，根据IB判定是否将其输出到对应端口，分时轮询各端口的SQ进行同播处理，直至轮询一周处理完最后端口，将地址A’交回FAQ，本方法简单方便，可靠有效。
Description
本发明涉及异步传输模式(ATM)交换技术。更具体地涉及ATM交换中的同播或广播实现方法。
ATM交换机实质上是一个能将输入端口中的信元，按照其路由标记发送到它所要求的输出端口的功能快。很多业务如视频分配业务，除了要支持点到点之间的通信外，还要支持点到多点的通信，即从某一输入端口来的信元需要在多个(同播)或所有(广播)输出端口输出。
采用共享存储式交换结构的ATM交换机，实现同播及广播的方法基本上可以分为三类：
1、输入复制法
根据同播信息，在输入端增设信元复制电路将输入信元复制多份(1，2...m，其中m为1＜m≤n的整数)，分别送往不同的目标输出端口。对于所有这些复制信元的每一个都要分配存储器地址，相同的信元在存储体中要存储多处，占用较多的存储器空间，增加了交换网络的负担。如图1所示。
2、输出插入法
如图2所示，当从共享存储器中读取一个同播信元后，根据同播信息打开各个输出端口的选择开关SEL。对于同播信元需要专门设置一个同播缓存器SB，给每个同播信息分配一个同播号，而且要增设同播路由表。当有同播信元输出时，屏蔽所有的输出缓存器OB1、OB2、...OBn的读取。优先让同播信元输出。这种方法需要附加存储器来缓存同播信元和同播信息，输出端口的电路增多，开销较大。
3、地址链控制法
图3所示为共享存储式ATM交换的过程，当信元到来时，先从空闲地址队列FAQ中取出一个地址Ad，一方面作为地址信号将信元写入存储体，另一方面将这个地址根据路由标记写入相应的地址队列AQn中，排队等待输出处理。输出处理时，从地址队列AQn中取出地址，作为存储体的地址信号将信元读出，送往对应端口，同时将这个地址交还给空闲地址队列FAQ。
如图4所示，当同播信元到来时，根据同播信息分配一个空闲地址置入相应的地址队列，将此信元分别输出到相应端口，直到最后一个同播端口完成后将地址还给空闲地址队列。
这种方法克服了上述两种方法需要较多硬件的缺陷，但实现比较复杂，因要识别最后一个同播端口必须经历每个端口地址队列的不同排序，使整个判别过程变得相当困难。例如同播信元的地址在地址队列AQ1中位于队头，在地址队列AQ2中位于队尾，而在地址队列AQn中位于队列中间，同播信元的地址与非同播信元的地址交织在一起，由于交换速率很高，很难通过软件来判别同播是否完成，而用硬件实现需要记录同播次数和该地址出现次数，做比较后决定是否回交地址，当有多个同播信元时，硬件电路相应增加，其实现的技术难度则很高，同播完成后将该地址交回空闲地址队列FAQ的控制也变得颇为复杂。
为了克服这一系列缺陷，本发明的目的即为提供一种简单可行的地址链控制同播实现方法。
为达此目的，在交换控制器的控制下实现ATM交换的地址链同播控制方法包括以下步骤：
为每个端口设置专用的同播地址队列，作为最高优先级的地址队列；
当同播信元到达时，从所述共享存储器的空闲地址队列中取出一同播地址；
将所述同播地址写入所有同播地址队列，并附加一位指示位，用来表示在此队列中地址是否有效；
当从共享存储器中读取同播信元时，根据指示位来判定是否将此同播信元输出到对应端口；
分时轮询每个端口的同播地址队列对其进行同播处理，直至轮询一周，处理完最后一个物理端口；
在最后一个物理端口处理完成后，将地址交回给空闲地址队列；
由于该地址在各个同播地址队列中的位置相同，轮询一周后该地址的同播处理必然已经结束，可以交回空闲的地址队列。
为达上述目的，本发明还提供另外一种在交换控制器的控制下实现ATM交换的地址链同播控制方法，该方法包括以下步骤：
为每个端口设置专用的同播地址队列，当同播信元到达时，从所述共享存储器的空闲地址队列取出一同播地址；
将所述同播地址写入所有的同播地址队列，并附加第一指示位用以识别该地址的有效性，附加第二指示位来指示同播地址回交给空闲地址队列；
当从所述共享存储器中读取同播信元时，根据所述第一指示位判定是否将此信元输出到对应端口；
分时轮询每个端口的同播地址队列，对其进行同播处理，直至轮询一周，处理完最后一个物理端口；
根据所述的第二指示位将所述同播地址及时交回给空闲地址队列。
由此可见，本发明实现同播的方法具有以下优点：
由于同播信元所使用的地址在同播地址队列SAQ1、SAQ2.......SAQn中的相对位置相同，使将这个地址交回空闲地址FAQ的控制变得十分简单，只需增加少量控制电路便可实现。下面结合附图说明本发明的一个实施例。
图1为说明第一种传统同播实现方法的示意图；
图2为说明第二种传统同播实现方法的示意图；
图3和图4为说明第三种传统同播实现方法的示意图；
图5为应用本发明同播实现方法的一个实例的说明示意图；
图5示出了将本发明同播实现方法运用于ATM交换机的一个实例。
如图5所示，当同播信元到达时，交换控制电路SC根据路由标记的指示进入同播控制状态，从空闲地址队列FAQ中取出一个地址A’，将其写入所有的同播地址队列SAQ1....SAQn，同时将信元写入地址A’对应的存储体单元；同播地址队列附加一位指示位IB，如IB为“1”时，表示地址有效，IB为“0”时，则表示地址无效，同播信元不去该端口，由于同播地址队列优先级最高，只有读完同播地址队列时才能去读取一般的地址队列AQ1....AQn，从存储体中读出同播信元时，在交换控制电路SC控制下按序读取同播地址队列SAQ1...SAQn的地址，作为存储体的读地址，取出同播信元的内容，这个同播信元根据IB来确定是否送往输出端口。由于同播地址在同播地址队列中的位置相同，所以在处理完第n个同播地址队列SAQn后，同播便告完成，可将地址交还给空闲地址队FAQ。同播控制结束后，交换控制电路SC退出同播控制状态，转向处理一般的地址队列。这种方法实现起来既简单方便，又可靠有效。
所有端口的地址队列，包括同播地址队列和一般的地址队列，都用FIFO(先进先出)存储器来实现，同播控制只需增加少量控制电路，如优先级控制和轮询控制，并且同播地址队列所占用的FIFO存储单元可为原来地址队列的一部分，并不需要增加额外的存储器空间。
作为同播的一种特例，当同播端口数m等于n时，即为广播，同样可以适用本方法。
由于同播或广播业务并非一定是高优先级业务，所以将同播地址队列设为最高优先级不十分合理。为了克服这个缺点，可以交换控制电路中增加一些功能，由同播地址队列的状态来触发同播处理功能，轮询一周，保证处理完一同播信元后及时回交地址，此时需要另增加一位指示位IE，“1”表示该端口为同播的最后一个端口，处理完后可以将地址交回给空闲地址队列FAQ。IB指示无效时，在同播控制状态下转向处理该端口一般地址队列的地址，而将该端口同播地址队列的地址读出后“丢弃”；IB指示有效且IE为“1”时，则处理同播地址队列，且在处理完后将该地址交回空闲地址队列FAQ。同播地址队列处理时间和一般地址队列处理可以按比例分配，当同播地址队列为空时，处理时间全部分配给一般地址队列。这样，同播或广播就跟优先级没有关系了，但是控制电路会变得稍复杂一些。
尽管这种方法对处理效率有所影响，即对于不参与同播的端口也分配了处理时间，降低了总的处理效率。但由于同播的业务量小，这种处理效率的降低并不显著，以此代价换取同播控制的简单可靠，是值得和可行的。
Claims (7)
1、一种通过交换控制器以共享存储方式实现ATM交换的地址链同播控制的方法，该方法包括以下步骤：
(1)为每个端口设置专用的同播地址队列(SAQ)作为最高优先级的地
址队列；
(2)当同播信元到达时，从所述共享存储器的空闲地址队列(FAQ)中
取出一同播地址(A’)；
(3)将所述同播地址(A’)写入所有的同播的地址队列(SAQ1...SAQN)，
并附加一位指示位(IB)，用以识别该地址的有效性；
(4)当从所述共享存储器中读取同播信元时，根据所述指示位(IB)判定
是否将此同播信元输出到对应端口；
(5)分时轮询每个端口的同播地址队列对其进行同播处理，直至轮询一
周，处理完最后一个物理端口；
(6)将所述同播过地址(A’)及时交回给空闲地址队列(FAQ)。
2、如权利要求1的所述同播控制方法，其特征在于：所述指示位(IB)可设定为1和0时有效，和0或1时无效，与是否将所述同播信元输出至相应端口相对应。
3、一种通过交换控制器以共享存储器方式实现ATM交换的地址链同播控制法，该方法包括以下步骤：
(1)为每个端口设置专用的同播地址队列(SAQ)，当同播信元到达时，从
所述共享存储器的空闲地址队列(FAQ)中取出一同播地址(A’)；
(2)将所述同播地址(A’)写入所有的同播地址队列(SAQ1，....SAQn)，
并附加第一指示位(IB)用以识别该地址的有效性，附加第二指示位
(IE)来指示同播地址(A’)回交给空闲地址队列(FAQ)；
(3)当从所述共享存储器中读取同播信元时，根据所述第一指示位(IB)判
定是否将此信元输出到对应端口；
(4)分时轮询每个端口的同播地址队列，对其进行同播处理，直至轮询一
周，处理完最后一个物理端口；
(5)根据所述的第二指示位(IE)将所述同播地址(A’)及时交回给空闲
地址队列(FAQ)。
4、如权利要求3的所述同播控制方法，其特征在于：所述第一指示位可设定为1或0时有效，和0或1时无效，与是否将所述同播信元输出至相应端口相对应。
5、如权利要求3的所述同播控制方法，其特征在于：当根据所述指示位(IB)判定为有效时，便对其进行同播处理，若判定为无效时，便处理一般队列中优先级较高者，然后转回至同播队列中的下一个地址队列的状态判定，依次重复以上步骤，直至轮询一周，处理完最后一个物理端口。
6、如权利要求3所述的同播控制方法，其特征在于：所述第二指示位(IE)为1时，表示该同播地址队列所在的端口为同播的最后一个端口，对该端口进行同播处理后就可以将所述同播地址(A’)交回给空闲地址队列(FAQ)。
7、如权利要求3的所述同播控制方法，其特征在于：所述分时轮询每个端口的同播地址队列的步骤可按比例分配同播地址队列和一般地址队列的处理时间，两种队列相间依次完成对同播地址队列轮询一周，处理完最后一个物理端口。
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