CN1293526A - 搜索克洛斯交换网络中虚拟容器信号的组合路径的方法 - Google Patents

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Abstract

这里公开了能够开关多个信号支流的用于搜索相似CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法。所述方法包括管理在每个带有链接列表和位图的状态之间的链路使用状态,用链路使用状态搜索可连接的候选路径,并在所搜索的候选路径中设置一个选定的或最优的路径,以及使用一个N－树数据结构和一个数据结构管理所设置路径中的信道的连接状态。

Description

搜索克洛斯交换网络中虚拟容器信号的组合路径的方法
本发明涉及一种CLOS交换网络，尤其涉及一种用于搜索CLOS交换网络中的虚拟容器(virtual container)信号的组合路径的方法。
图1显示了在单级中构造的现有技术的N×N开关。如图1所示，现有技术的N×N开关可以用单个的时分接线器芯片来实现，该时分接线器芯片在不形成另外的网络的情况下实现无阻塞连接。因此，可以用一种简单的连接形式“来自信道”和“至信道”来管理现有技术的N×N开关，并且可以通过仅仅管理东侧和西侧之间的相互连接信息来连接和释放信道。
如上所述，现有技术的N×N开关具有许多缺陷。当将一个通用的交叉连接算法运用到现有技术的N×N开关时，需要用硬件形成一个非常大的单个N×N开关，而这几乎是不可能的。例如，为了实现45×45开关，在单个状态下需要大约45×45=2025个交叉点开关阵列，这将不利地导致生产成本增大并且开关本身的面积增大。
在这里将上述作为参考，适合于适当地教导另外的或其它的细节、特征和／或技术背景。
本发明的一个目的是提供一种搜索方法，实现多级CLOS交换网络中的无阻塞交叉连接，所述方法基本上消除了现有技术中的缺陷所引起的一个或多个问题。
本发明的另一个目的是提供一种用于搜索虚拟容器信号的组合路径的方法，所述方法执行和管理与CLOS交换网络相似的多级、即三级中的无阻塞交叉连接。
本发明的另一个目的是提供一种用于确定CLOS交换网络中的信号的路径的方法，所述方法可以开关各个信号支流。
本发明的另一个目的是提供一种用于搜索多级CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法，所述方法能够混合VC3和VC11和VC12以供映射。
本发明的另一个目的是提供一种用于搜索多级CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法，所述方法能够搜索和管理虚拟容器信号的组合路径和执行交叉连接。
为了依据本发明的目的整体或部分地实现这里所实施和广泛描述的这些和其它优点，提供了一种用于搜索多级相似CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法，包括：管理在每个带有链接列表和位图的状态之间的链路使用状态，在链路使用状态的基础上搜索可连接的候选路径，并在所搜索的候选路径中设置一个选定路径，以及通过使用N-树数据结构管理所设置路径中的信道的连接状态。
为了进一步整体或部分地实现本发明的上述目的，提供了一种用于搜索多级CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法，包括：管理在每级之间的链路使用状态，在链路使用状态的基础上搜索可连接的候选路径，并在搜索之后在候选路径中设置一个选定路径，以及管理所设置路径的信道连接状态。
为了进一步整体或部分地实现本发明的上述目的，提供了一种用于搜索多级CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法，包括：管理在带有链接列表和位图的每级之间的链路使用状态，在相应链路的使用状态的基础上设置候选路径，并在设置的候选路径中设置一个选定的VC3和VC11／VC12路径，其中，位图包括：当相应链路是VC3电平信号路径时表示链路使用状态、当相应链路是混合DS3电平信号路径时表示当前使用的TUG-2组的号码的VC3标记和计数器，表示用作混合DS3路径的链路的七个TUG-2组的信道级的TUG-2组指针，以及表示七个TUG-2组的使用状态的TUG-2使用信息。
为了进一步整体或部分地实现本发明的上述目的，提供了一种用于多级CLOS交换网络的数据结构，所述数据结构包括一个位图和一个链接列表结构，其中，位图包括：表示链路使用状态的VC3标记和计数器、表示用作混合DS3模式的链路的七个TUG-2组的信道状态的TUG-2组指针以及表示七个TUG-2组的使用状态的TUG-2使用信息，其中，链接列表具有一个深度等于多级中的级数加一(1)的节点结构，其中，每个节点结构包括：具有有序级号、开关号和信道号的用于区分每个节点的节点ID、表示对后一级的连接的正向计数器和正向指针、表示从前一级的连接的反向指针、以及分别表示广播连接和兄弟节点的关系的后一指针和前一指针，其中，每级之间的链路使用状态由链接列表和位图表示。
本发明的其它优点、目的和特征将在下面部分地阐述，对于本领域普通技术人员来说，在考察或学习了本发明的实践之后将部分地变得明显。本发明的目的和优点可以如附带的权利要求所指出的那样实现和获得。
下面将参考附图详细说明本发明，在附图中，相同的标号表示相同的部件，其中：
图1是说明依据现有技术在单个结构中构造的N×N开关的示意图；
图2是说明适于本发明的例示性相似CLOS交换网络的结构的示意图；
图3是说明依据本发明的用于DS3-电平信号或混合DS3-电平信号的路径的信道结构的示意图；
图4是说明依据本发明可在图2的相似CLOS交换网络中选择的信道的连接路径的示意图；
图5是说明依据本发明的最佳实施例用在图2的混合DS3模式中的链路的示意图；
图6A和6B是说明显示依据本发明的最佳实施例的链路使用信息的管理结构的数据结构和位图的示意图；
图7A和7B是说明依据本发明的最佳实施例用于管理所设置的路径的连接状态的N-树逻辑结构和相应N-树的数据结构的示意图；
图8是说明依据本发明的最佳实施例管理图2的信道连接状态的数据结构的示意图；
图9是说明依据本发明的最佳实施例的图2的单向交叉连接的例子的示意图；
图10是说明依据本发明的最佳实施例显示信道连接状态的节点的数据结构的示意图；
图11是显示依据本发明的最佳实施例的图9的单向交叉连接的连接状态的管理的一个例子的示意图；
图12是显示依据本发明的最佳实施例的图2的广播交叉连接的一个例子的示意图；
图13是显示依据本发明的最佳实施例的图12的广播交叉连接的连接状态的管理的一个例子的示意图；
图14是显示依据本发明的用于搜索相似CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法的一个最佳实施例的信号流程图；
图15是显示依据本发明的图14的用于搜索VC3路径的方法的一个最佳实施例的流程图；
图16是显示依据本发明的图14的用于搜索VC11／VC12路径的方法的一个最佳实施例的流程图；以及
图17是显示依据本发明的图14的用于重新安排VC11／VC12路径和搜索VC3路径的方法的一个最佳实施例的流程图。
下面将参考由附图显示的本发明的最佳实施例来进行详细说明。图2是说明依据本发明的例示性普通LISP目标系统(Common LISPObject System)(CLOS)交换网络的结构的示意图。如图2所示，CLOS交换网络是在用于构造具有N个输入和N个输出的N×N无阻塞开关的3-级开关结构中形成的。
例如，假设N=60，n=6，将60个输入分成多个具有6个输入的组，将60个输出分成多个具有6个输出的组。因此，级1包括N／n(=60／6)个开关(10-1，…，10-10)，每个开关具有n×(2n-1)(=6×11)个交叉点开关。级2包括2n-1(=11)个开关(20-1，…，20-11)，每个开关具有N／n×N／n(=10×10)个交叉点开关。级3包括N／n(=60／6)个开关，每个开关具有(2n-1)×n(=11×6)个交叉点开关。
因此，CLOS交换网络所需的交叉点开关的总数是10×(6×11)+11×(10×10)+10×(11×6)=2420，这相对于现有技术的单个N×N开关所需的交叉点开关的数目、即60×60=3600减少33％。
在CLOS交换网络中的每一级之间的路径连接最好提前定义。也就是说，级1的第二开关10-2的第一输出与级2的第一开关20-1的第二输入相连，级2的第一开关20-1的第二输出与级3的第二开关30-2的第一输入相连。‘CLOS交换网络’表示‘如果’满足这个条件，则它是可以实施无阻塞连接的开关。
在依据本发明的最佳实施例中，在CLOS交换网络中，将每个路径设置为接收一单个VC3电平信号或接收21个VC12电平信号和28个VC11电平信号，或22-27个VC11／VC12电平信号。因此，如图2所示的依据本发明的交换网络可以被定义为“相似CLOS网络”。
如图2所示的相似CLOS网络的每个开关应该满足所有开关接口信号单元(VC3，VC11和VC12)的无阻塞结构。出于这个目的，需要状态管理和路径设置处理。在这个方面，状态管理指的是每个开关接口信号单元对信道是否在使用及其连接状态的管理。
现在说明相似CLOS交换网络的结构。
依据本发明的最佳实施例的相似CLOS交换网络中的每个开关满足用于VC3电平信号的CLOS交换网络的条件(例如，N=288，n=12)，并具有下列特性。
下面说明每个开关模块的特性。
每一级的开关(开关模块)自由地执行VC11、VC12和VC3电平信号的每个输入和输出信道的连接(例如，时分交换和空分交换)。此外，如图3所示，VC11电平信号或VC12电平信号不能用在为VD3电平信号设置并由它使用的路径中。对于用于混合数字信号(电平)3(DS3)电平信号的路径可以接受七个支流单元组-2(TUG-2)，每个TUG-2可以由3×VC12的信道或4×VC11的信道来构造。在这个方面，每个TUG-2可以与3×VC12模式或4×VC11模式中的一个一起使用，但不能由它们混合使用。
下面说明每级之间的开关连接的特性。
在相似CLOS交换网络中，级1的开关(10-1，…，10-10)的输出路径连接到级2的每个开关(20-1，…，20-11)，级2的开关(20-1，…，20-11)的输出路径连接到级3的每个开关(30-1，…，30-10)。在这个方面，由上述特征连接的从输入到输出的路径在个数上与级2的开关相同。
下面说明依据本发明的最佳实施例的设置用于连接输入和输出信道的路径的处理及其管理方法。
出于设置一个路径的目的，应该识别位于第一级与第二级之间的所有链路的使用状态和第二级与第三级之间的所有链路的使用状态。通过已知每个链路的使用状态，可以安排在实际上可选择的候选路径，并且可以在候选路径中选择最合适或最优的路径。
下面说明各级之间的连接链路的ID。
第一级和第二级之间的连接链路被称为输入级链路，第二级和第三级之间的连接链路被称为输出级链路。在这个方面，由于将一个ID给予每个链路时在级1的位置处和在级2的位置处同一个链路可以有不同的称呼，因此在级1和级3的基础上给出如下的链路ID：
连接链路ID={输入_输出}-{级1开关#_级3开关#}-{开关的输出或输入VC3#}。
因此，如图4所示，第一路径可以表示为通过输入-1-1和输出-3-1的链路，第二路径可以表示为通过输入-1-2和输出-3-2。第三路径可以表示为通过输入-1-3和输出-3-3的链路，第四路径可以表示为通过输入-1-4和输出-3-4。
下面说明用于管理状态信息以使用每个链路的方法。
将输入和输出级的每个链路分成下列的三个状态，并由依据最佳实施例的如图6B所示的位图来处理。首先是链路未被使用的状态。其次是链路被用于纯净DS3模式或不成帧(unframed)DS3模式的信号连接、即VC3电平信号的连接的状态。第三是链路被用于混合DS3电平信号的连接、即VC11电平信号或VC12电平信号的连接的状态。换句话说，参考依据最佳实施例的如图6A所示的链路的使用的管理结构，将使用标记&计数器的VC3的值设置为0(空闲)或0×ff以表示第一和第二状态，在链路用于VC11电平信号或VC12电平信号的连接的情况下，将使用标记&计数器的VC3用作为一个计数器，从而表示当前被使用的TUG-2组的计数值(T1-7)。
例如，如依据最佳实施例的图5所示，由于使用了除TUG#1和TUG#3之外的五个TUG-2组，所以计数值是‘5’。
被用作混合DS3模式的链路内的七个TUG-2组单元最好用一个阵列以链接列表进行管理。也就是说，如图5所示，每个TUG-2组的信道状态可以分成下列五个状态。首先是TUG类型(VC11或VC12)还未确定的状态(a)(空闲状态)。其次是将TUG类型确定为4×VC11以供使用并且保留有未被使用的信道的状态(b)。第三是将TUG类型确定为3×VC12以供使用并且保留有未被使用的信道的状态(c)。第四是将TUG类型确定为4×VC11以供使用并且没有更多可用信道以供使用的状态(d)，第五是将TUG类型确定为3×VC12以供使用并且没有更多可用信道以供使用的状态(e)。
处于每个状态(即，(a)-(e))中的TUG-2可以由每个TUG-2的信息单元所属的链路来区分。也就是说，使用如图6A所示的自由TUG-2组指针、VC11 TUG-2组指针和VC12 TUG-2组指针来管理状态(a)、(b)和(c)中的各个信息。在这个方面，图6A的自由TUG-2组指针变为如图5所示的‘TUG#1’，图6A的VC11 TUG-2组指针变为如图5所示的‘TUG#5’，图6A的VC12 TUG-2组指针变为如图5所示的‘TUG#2’。
在状态(d)和(e)的情况下，将相应TUG-2组的信息与链路分开，以便在以后分配信道时能够将其排除在外。因此，当确定处于状态(a)的TUG-2组是VC11类型或VC12类型以供使用时，(a)状态的TUG-2组连接到状态(b)或(c)的链路指针。同时，当处于状态(b)或(c)的TUG-2组都被使用、没有剩下可用信道时，将TUG-2组与状态(b)或(c)的链路指针分开，移到相应的(d)或(e)状态。当状态(d)或(e)中的相应路径以后需要断开连接并且不使用信道时，将相应的TUG-2组连接到处于状态(b)或(c)的链路指针。
将每个TUG组中的三个VC12或四个VC11信道的使用状态表示为TUG-2使用信息。为每个TUG-2组定义具有如图6B所示结构的TUG-2使用信息。如图5所示，定义了七段TUG-2使用信息(TUG#1-TUG#7)。
在这个方面，2比特TUG-2类型表示未使用状态(00B或11B)或VC11(01B)或VC12(10B)中的一个，4比特信道使用信息表示每个TUG-2组的每个信道的使用状态。也就是说，参考图5，在TUG#5的情况下，4比特信道使用信息由‘1010’表示，在TUG#2的情况下，由‘1100’表示，在TUG#4的情况下，由‘1111’表示。
如图6B所示，下一个TUG-2组指针表示要连接到自由TUG-2组指针、VC11 TUG-2组指针和VC12 TUG-2组指针的下一个TUG-2组的指针。也就是说，在图5的TUG#1和TUG#5的情况下，下一个TUG-2组指针分别表示TUG#3和TUG#7。
以这种方式，输入级和输出级的每个信道的使用状态和用于连接混合DS3电平信号的七个TUG-2组的状态最好存储在要管理的数据库(DB)中。
下面说明依据最佳实施例用于管理所设置路径的连接状态的方法。
最好将一个设置路径定义为从级1的输入信道到级3的输出信道的四个信道分配及其连接状态。相应路径的连接结构可用于从“来自信道”到“至信道”或反之的搜索，并且为了支持广播连接，它可用于从单个“来自信道”到多个“至信道”的连接。可以将广播连接的“至信道”设置为其所被允许的容量的最大值。
依据本发明的最佳实施例，为了管理所设置的路径，最好使用如图7A和7B所示的N-树逻辑结构。级1和级2之间的连接状态可以表示为父节点和子节点之间的关系。级1是父节点，级2是子节点。级2的开关(20-1，…，20-11)相互是兄弟关系。
父节点与子节点之间的连接最好具有一个双重链接列表结构，即如图7B所示，父节点具有到子节点的链路，多个子节点(CHILD1，…，CHILDn)分别具有到父节点的链路。子节点(CHILD1，…，CHILDn)具有到彼此的兄弟链路。
根据构造该级的开关的数目，子节点最大达到n个。随着n变大，父节点则难于管理子节点的所有指针。因此，如依据最佳实施例的图8所示，父节点最好具有一个只用于子节点中的一个子节点(例如，CHILD1)的指针，并从所选定的子节点获得其它子节点(例如，CHILD2，…，CHILDn)的指针。
在子节点(CHILD1，…，CHILDn)之间形成连接的兄弟链路最好采用一个环形双重链接列表结构，其中，容易执行插入和删除，并且容易确定链路的异常。子节点与孙节点之间的数据结构最好与父节点与子节点之间的具有相同的形式，以保持一致的处理。但这并不是要将本发明限制在这一点。
图9显示了依据本发明的最佳实施例的相似CLOS交换网络中的单向交叉连接的一个例子(端口1→端口4)。如图9所示，所设置路径从级1的输入1(1-1)开始，通过级1中包括的开关(50-1)的输出2和级3中包括的开关(70-2)的输入2，与级3中包括的开关(70-2)的输出2相连。
为了表示所设置路径的信道连接状态，需要用ID(级号+开关号+信道号)来区分每个节点。
并且，如依据最佳实施例的图10所示，表示到后一级的连接的‘至计数器(t)’和‘至指针(to)’、表示来自前一级的连接的‘来自指针(from)’、后一指针(next)和前一指针(prev)的节点结构可以表示一个广播连接。
因此，当将如图10所示的节点结构运用到图9的单向交叉连接时，可以获得如图11所示的形式。为了区分这些节点，当将级1的输入端定义为‘Input’时，将级1和级2之间的级定义为‘Mid1’，将级2和级3之间的级定义为‘Mid2’，将级3的输出端定义为‘Output’。因此，每个节点的每个ID可以表示为Input1：1-1，Mid1：1-2，Mid2：2-2和Output4：2-2。
由于输入端不与前一级相连，只能将其表达为表示到后一级的连接的‘至计数器‘1’’和‘至指针(→)’，将Mid1和Mid2表达为‘至计数器‘1’’、‘至指针(→)’和表示从前一状态的连接的‘来自指针(←)’。由于输出端不与后一级相连，只能将其表达为表示从前一状态的连接的‘来自指针(←)’。在单向交叉连接的情况下，一段信道链接信息由1：1连接从输入级连接到输出级。
图12显示了依据本发明的最佳实施例的相似CLOS交换网络中的广播连接的一个例子。如图11所示，广播连接包括三种形式，即将一个路径在级1、级2和级3中划分，分别表示为1：n连接。因此，当图7的数据结构和图10的节点结构运用到图11-12的广播连接时，可以形成如图13所示的树形结构的形式。
也就是说，输入级的1-1(开关-信道)节点变为具有Mid1级的子树1-1和1-2的父节点，Mid1级的1-1变为具有Mid2级的子树1-1和1-2的父节点。并且，Mid2级的1-1变为具有输出级的子树1-1和1-2的父节点。具有如上所述形式的信道连接级的管理单元可以是VC3、VC11和VC12。
下面说明依据本发明的最佳实施例的用于设置路径的方法。
如上所述，在相似CLOS交换网络中，开关模块应该可用于VC3、VC11和VC12上的交叉连接。在这个方面，为了分配VC3电平信号的路径，在VC3的候选路径的链路中不应该分配任何VC11电平信道或VC12电平信道。
因此，在本发明的最佳实施例中，在分配了一个VC11信道或VC12信道的路径的情况下，在可能的情况下使用已经分配VC11电平信道和VC12电平信道的链路，以提高信道的使用效率。在设置VC3路径时采用信道分配的方法可以防止大多数阻塞，但不能从根本上解决阻塞问题。阻塞可能是一个不可避免的问题，因为VC3电平信号和VC11或VC12路径是在相似CLOS交换网络中一起处理的。因此，如果出现了这种问题，一般通过重新设置VC11或VC12的路径来解决。
图14是说明依据本发明用于搜索相似CLOS交换网络中的组合路径的方法的一个最佳实施例的流程图。在适于依据本发明的最佳实施例的相似CLOS交换网络中，开关在一个限制条件下，即它们必须满足所有内部开关接口信号单元(VC11、VC12和VC3)的无阻塞结构，对此，适当的状态管理和设置路径的处理或算法是必需的。状态管理表示检查是否有信道在由每个开关接口信号单元使用以及连接状态的管理。
可以将在相似CLOS交换网络中设置路径的需求定义为‘以指定信道类型设置一个从输入信道到输出信道的路径’，为此，应该在级1与级2和级2与级3之间设置一个路径。此时，在两级之间是否有信道在使用可确认出一个相应的信道是否可用，并根据形成相应路径的信道的连接状态管理一个通过路径识别处理确定的路径。
在以后指定的信道类型的输入信道和输出信道的接收需要断开相应路径的连接的情况下，信道连接状态管理搜索形成相应路径的信道，然后释放它们的连接状态和使用状态。无疑地，对于这种路径的设置，应该考虑开关接口信号单元(VC11、VC12和VC3)之间的相关性和排他性，需要选择有效的信道使用政策。
如图14所示，当输入信道类型、‘来自信道’(输入信道)的号和‘至信道’(输出信道)的号、即设置路径的需求时，过程最好在此开始，并继续到步骤S10，读‘来自信道’的‘至计数器’值。从步骤S10，控制继续进行到步骤S11，确定‘来自信道’的‘至计数器’值是否大于‘0’。即，在步骤S11确定‘来自信道’的‘至计数器’值，以便识别是否已经存在一个到‘至信道’的路径。如果‘来自信道’的‘至计数器’值大于‘0’，因为确定已经存在了一个路径，则控制跳转到步骤S19，执行广播连接的操作。如果在步骤S11‘来自信道’的‘至计数器’值是‘0’，则控制继续进行到步骤S12，执行单向交叉连接操作。
对于单向交叉连接，首先分别区别和处理设置一个路径所需的信号支流。因此，过程最好在步骤S12检查根据设置路径需求输入的信道类型是否是VC3。如果信道类型是VC3，过程继续进行到步骤S13，执行对VC3路径的搜索，例如如图15所示。然而，如果在步骤S12确定信道类型不是VC3(例如，信道类型是VC11或VC12)，过程跳转到步骤S14，执行对VC11或VC12路径的搜索，例如如图16所示。
如图15所示，下面说明依据本发明的用于评价VC3路径的过程的一个最佳实施例。在步骤S13的搜索VC3路径的过程中，顺序地搜索VC3链路(例如，24个VC3链路)，以识别是否可以将VC3信道分配到级1和级2之间以及级2和级3之间的每个VC3链路上。在这个方面，最好使用标记&计数器(空闲：0)在VC3的标记的基础上判断分配VC3信道的可能性。
也就是说，由于输入级链路在级1和级2之间，输出级链路在级2和级3之间，所以控制继续进行到步骤S30，第一检查确定VC3信道是否可以被分配在输入-自开关-VC3链路中。如果是，控制继续进行到步骤S31，第二检查确定VC3信道是否可以被分配在输出-至开关-VC3链路中。在检查之后，如果由于VC3信道不能被分配在VC3链路中因此在步骤S30和S31的判定是否定的，则控制跳转到步骤S32，一个接一个地增大VC3信道，并且控制返回步骤S30，重复VC3信道分配检查。如果在步骤S31可以分配VC3信道，则过程最好搜索任何可连接的候选路径，并返回步骤S13。
如果存在候选路径并且确定搜索路径已经成功执行，控制继续进行到步骤S15，最好选择首先被搜索的候选路径。在这种情况下，控制继续进行到步骤S17，将形成所选定路径的信道连接到链路上，并在步骤S18采用所选定的路径连接VC3电平‘来自信道’、Mid1信道、Mid2信道和‘至信道’，过程结束。
如图16所示，下面说明依据本发明的用于评价VC11／VC12路径的过程的一个最佳实施例。在步骤S14的搜索VC11／VC12路径的过程中，顺序地搜索VC3链路(例如，24个VC3链路)，以识别是否可以将VC11／VC12信道分配到级1和级2之间以及级2和级3之间的每个VC3链路上。在这个方面，最好在读了如图6A所示的TUG-2使用信息之后判断分配VC11／VC12信道的可能性。
从搜索VC11／VC12路径的步骤，控制继续进行到步骤S40，确定VC11／VC12信道是否可被分配在输入链路(输入-自开关-VC3链路)中，并在步骤S40搜索可连接的候选路径。
如果在步骤S40中可以分配VC11／VC12信道，则控制继续进行到步骤S41，读虚拟支流(VT)组的计数值，即来自数据库(DB)的使用如图6A所示的标记&计数值的被用于相应VC3链路的VC3，并识别相应VC3链路的使用频率。另一方面，如果在步骤S40中VC11和VC12信道不能被分配，则在步骤S42一个接一个地增加了VC3链路之后，控制返回步骤S40。
接着，从步骤S41，控制继续进行到步骤S43，确定VC11／VC12信道是否可以分配在输出链路(输出-至开关-VC3线)中，并搜索可连接的候选路径。
如果在步骤S43中可以分配VC11／VC12信道，则控制继续进行到步骤S44，从DB读出用于相应的VC3链路的VT组的计数值。然而，如果在步骤S43中VC11／VC12信道不能被分配，则控制跳到步骤S42，在步骤S42一个接一个增加VC3链路之后重复上述步骤。
从步骤S44，控制继续进行到步骤S45，在识别之后，在输入链路和输出链路都可能用于信道分配的情况下，选择一个候选路径作为最优或最佳路径，所述最优或最佳路径具有VT组的最大计数值、输入链路与输出链路之间的VT组的计数值的最小偏差以及输出链路中的VT组的最大计数值，然后控制继续进行到步骤S17和S18。然而，如果候选路径不存在，则在步骤S15的搜索路径失败，控制继续进行到步骤S16，执行重新安排VC11／VC12路径和搜索VC3路径。
如图17所示，现在说明重新安排VC11／VC12路径和搜索VC3路径的过程的一个最佳实施例。在重新安排VC11／VC12路径和搜索VC3路径的过程中，控制继续进行到步骤S50和S51，从DB读出输入链路(输入-自开关-VC3链路)和输出链路(输入-至开关-VC3链路)中用于VC11／VC12的VT组的每个计数值，然后在步骤S52选择两个链路中的具有VT组的最小计数值的路径。
从步骤S52，控制继续进行到步骤S53，断开在选定路径上的每个VC11／VC12连接。从步骤S53，控制继续进行到步骤S54，采用选定路径连接VC3电平‘来自信道’和‘至信道’。从步骤S54，控制继续进行到步骤S55，通过采用步骤S14的搜索VC11／VC12的过程最好再次搜索断开连接的VC11／VC12路径，以便在步骤S55进行连接。
由于在步骤S15候选路径不存在因此搜索路径失败，而这种情况落到由于传播VC11／VC12而发生的阻塞的情况上。因此，在这种情况下，最好选择最合适的路径来用于重新安排，释放选定路径上的每个VC11／VC12路径，在相应路径上设置VC3路径，并重新设置VC11／VC12路径。
出于广播连接的目的，控制从步骤S11跳转到步骤S19，确定广播连接在级3中是否可用。如图12所示，如果确定广播连接在级3中可用，则控制继续进行到步骤S20，只设置从现有的Mid2级(Mid2级的1-1)到‘至信道’(输出级的1-1或102)的路径。然而，如果广播连接在级3中不可用，则控制继续进行到步骤S21，确定广播连接在级2中是否可用。
如果在步骤S21确定广播连接在级2中可用，则控制继续进行到步骤S22，确定作为设置路径的需要而输入的信道类型是否是VC3。如果广播连接在级2中不可用，而在级1中可用，则控制从步骤S21继续执行在步骤S12之后的步骤。
在步骤S22，当信道类型是VC3时，控制继续进行到步骤S23，搜索VC3路径，然后执行步骤S15之后的步骤。当信道类型是VC11／VC12时，控制从步骤S22继续进行到步骤S24，搜索VC11／VC12路径，然后控制继续进行到步骤S17。此时，在搜索VC3路径的步骤S23和搜索VC11／VC12路径的步骤S24，检查VC3信道是否可以分配在级2和级3、即输出链路(输出-至开关-VC3链路)之间，尤其是在VC11／VC12路径搜索步骤S24在候选路径中选择一个具有更大的输出级VT组的计数值的候选路径作为一个最佳或最优路径。
如上所述，在具有三级的相似CLOS交换网络中，采用开关接口信号(VC11、VC12和VC3)检查信道是否在使用，并管理其连接状态。当有设置路径的请求时，最佳实施例可以识别在级1和级2之间以及在级2和级3之间是否每个信道都在使用，并根据这个来设置路径。
如上所述，依据本发明的CLOS交换网络及其操作方法的最佳实施例具有很多优点。在依据本发明的最佳实施例中，VC3信号和VC11／VC12信号可以被混合切换(映射)，可以更有效地执行和管理交叉连接。并且，当设置了VC11或VC12信道的路径时，使用已经分配了VC11和VC12电平信道的已有链路，从而可以提高信道的使用效率。另外，在断开所选定路径上的每个VC11／VC12连接之后，在由于传播VC11／VC12而导致阻塞发生的情况下，将VC3路径设置在相应的路径上，并重新设置VC11／VC12，以便可以更有效地实现无阻塞交叉连接。
上述实施例和优点仅仅是例示性的，而不是限制本发明。这里的教导可以容易地运用到其它类型的设备上。本发明的描述是说明性的，并不限制权利要求的范围。许多替换、修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。在权利要求书中，装置加功能的条款是为了覆盖这里所述的执行所述功能的结构以及结构上的等同和等同的结构。

Claims (23)

1．一种用于搜索多级CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法，包括：
管理在每级之间的链路使用状态；
在链路使用状态的基础上搜索可连接的候选路径，并在搜索之后在候选路径中设置一个选定路径；以及
管理所设置路径的信道连接状态。
2．如权利要求1所述的方法，其中，管理每级之间的链路使用状态使用链接列表和位图，其中，位图包括：
表示链接使用状态的VC3标记和计数器；
表示要用作混合DS3模式的链路的七个TUG-2组的链路状态的TUG-2组指针；以及
表示七个TUG-2组的使用状态的TUG-2使用信息。
3．如权利要求2所述的方法，其中，VC3标记和计数器表示作为VC3电平信号的路径的链路的使用状态，其中，VC3标记和计数器对当前被用作混合DS3电平信号的路径的TUG-2组的数目进行计数。
4．如权利要求2所述的方法，其中，每个TUG-2组指针包括：
表示未使用TUG-2组的自由TUG-2组指针；
以VC11类型使用以表示一个还剩余有未使用的信道的TUG-2组的VC11 TUG-2组指针；以及
以VC12类型使用以表示一个还剩余有未使用的信道的TUG-2组的VC12 TUG-2组指针。
5．如权利要求2所述的方法，其中，TUG-2使用信息包括：
表示未使用状态、VC11信道和VC12信道中的一个的TUG-2类型字段；
表示每个TUG-2组的信道的使用状态的信道使用信息字段；以及
表示要连接到TUG-2组指针的下一个TUG-2组的指针的下一个TUG-2组指针字段。
6．如权利要求1所述的方法，其中，管理所设置路径的信道连接状态具有一个N-树结构，其中，多级CLOS网络具有三级，其中，N-树数据结构将级1和级2之间的第一连接状态表示为父节点与子节点之间的关系，将级2和级3之间的第二连接状态表示为子节点与孙节点之间的关系，并且，级2和级3中的子节点和孙节点分别相互具有兄弟节点关系。
7．如权利要求6所述的方法，其中，父节点与子节点之间的第一连接状态具有一个双重链接列表结构，其中，兄弟节点之间的连接具有一个环形双重链接列表结构。
8．如权利要求7所述的方法，其中，父节点具有一个只用于子节点中的一个子节点的指针，并从一个子节点获得其它子节点的指针。
9．如权利要求6所述的方法，其中，子节点与孙节点之间的第二连接状态具有一个双重链接列表结构，其中，兄弟节点之间的连接具有一个环形双重链接列表结构。
10．如权利要求1所述的方法，其中，管理所设置路径的信道连接状态使用N-树数据结构，其中，数据结构是一个深度等于多级中的级数加一(1)的节点结构，其中，每个节点结构包括：
具有有序级号、开关号和信道号的用于区分每个节点的节点ID；
表示对后一级的连接的正向计数器和正向指针；
表示从前一级的连接的反向指针；以及
分别表示广播连接和兄弟节点的关系的后一指针和前一指针。
11．如权利要求1所述的方法，其中，设置所选定的路径包括：
接收用于设置路径的信道类型、开始信道号和目的信道号；
识别开始信道的正向计数器，以识别是否有到目的信道号的现有路径；
当现有路径不存在时，鉴别信道类型以执行单向交叉连接，并执行第一个VC3路径搜索步骤或第一个VC11／VC12路径搜索步骤以设置路径；
当现有路径存在时，从输出级到输入级顺序地鉴别一个用于广播连接的可用级，以便执行广播连接；以及
在鉴别出的级中执行第二个VC3路径搜索步骤或第二个VC11／VC12路径搜索步骤以设置路径。
12．如权利要求11所述的方法，其中，第一个VC3路径搜索步骤包括：
检查VC3信道是否可以分配在输入链路和输出链路的VC3链路中，并分别搜索一个可连接的候选路径；以及
当信道在两个链路中都可以分配时，将第一个搜索到的候选路径选择为作为VC3路径的选定路径。
13．如权利要求12所述的方法，还包括，如果没有候选路径，则重新安排VC11／VC12路径和设置VC3路径，其中，重新安排VC11／VC12路径和设置VC3路径的步骤包括：
分别读取由输入链路和输出链路使用的VC11／VC12的虚拟支流(VT)组的计数值；
选择在两个链路中具有最小VT组计数值的路径；
断开所选定路径上的每个现有VC11／VC12连接，并连接所选定路径上的VC3电平开始信道号和目的信道号；以及
执行VC11／VC12搜索步骤以重新连接断开的VC11／VC12路径。
14．如权利要求11所述的方法，其中，第一个VC11／VC12路径搜索步骤包括：
顺序地检查VC11／VC12信道是否可以分配在输入链路和输出链路的VC3链路中；
当VC11／VC12信道可以分配到VC3链路时，读取用在相应链路中的VT组的计数值，并搜索一个候选路径；以及
根据所搜索的候选路径中的VT组选择所选定的路径。
15．如权利要求14所述的方法，其中，所选定的路径是具有输入链路中VT组的最大第一计数值、输出链路中VT组的最大第二计数值以及输入链路和输出链路之间的VT组的计数值的最小偏差的候选路径。
16．如权利要求11所述的方法，其中，第二个VC3路径搜索步骤包括：
检查VC3信道是否可以分配在输出链路的VC3链路中，并搜索可连接的候选路径；以及
当信道可以分配在输出链路中时，将第一个搜索到的候选路径选择为作为VC3路径的所选定路径。
17．如权利要求11所述的方法，其中，第二个VC11／VC12路径搜索步骤包括：
顺序地检查VC11／VC12信道是否可以分配在输出链路的VC3链路中；
当VC11／VC12可以分配到VC3链路时，读取用在相应链路中的VT组的计数值，并搜索一个候选路径；以及
在所搜索的候选路径中选择一个具有较大VT组计数值的候选路径作为所选定的路径。
18．一种用于搜索多级CLOS交换网络中的虚拟容器信号的组合路径的方法，包括：
管理在带有链接列表和位图的每级之间的链路使用状态；以及
在相应链路的使用状态的基础上设置候选路径，并在设置的候选路径中设置一个选定的VC3和VC11／VC12路径，其中，位图包括：
VC3标记和计数器，当相应链路是VC3电平信号路径时表示链路使用状态，当相应链路是混合DS3电平信号路径时表示当前使用的TUG-2组的数目，
TUG-2组指针，表示用作混合DS3路径的链路的七个TUG-2组的信道级，以及
TUG-2使用信息，表示七个TUG-2组的使用状态。
19．如权利要求18所述的方法，其中，每个TUG-2组指针包括：
表示未使用TUG-2组的自由TUG-2组指针；
以VC11类型使用以表示一个还剩余有未使用的信道的TUG-2组的VC11 TUG-2组指针；以及
以VC12类型使用以表示一个还剩余有未使用的信道的TUG-2组的VC12 TUG-2组指针。
20．如权利要求18所述的方法，其中，TUG-2使用信息包括：
表示未使用状态、VC11信道和VC12信道中的一个的TUG-2类型字段；
表示每个TUG-2组的信道的使用状态的信道使用信息字段；以及
表示要连接到TUG-2组指针的下一个TUG-2组的指针的下一个TUG-2组指针字段。
21．如权利要求18所述的方法，其中，链接列表用父节点与子节点之间的关系的双重链接列表表示在每个相邻级之间的连接状态，其中，同一级中的子节点用一个环形双重链接列表表示。
22．如权利要求21所述的方法，其中，链接列表是一个深度等于多级中的级数加一(1)的节点结构，其程度是可变的，表示信道连接状态，其中，每个节点结构包括：
具有有序级号、开关号和信道号的用于区分每个节点的节点ID；
表示对后一级的连接的正向计数器和正向指针；
表示从前一级的连接的反向指针；以及
分别表示广播连接和兄弟节点的关系的后一指针和前一指针。
23．一种用于多级CLOS交换网络的数据结构，包括：
位图，其中，所述位图包括，
表示链路使用状态的VC3标记和计数器，
表示用作混合DS3模式的链路的七个TUG-2组的信道状态的TUG-2组指针，以及
表示七个TUG-2组的使用状态的TUG-2使用信息；以及
链接列表结构，其中，链接列表具有一个深度等于多级中的级数加一(1)的节点结构，其中，每个节点结构包括，
具有有序级号、开关号和信道号的用于区分每个节点的节点ID，
表示对后一级的连接的正向计数器和正向指针，
表示从前一级的连接的反向指针，以及
分别表示广播连接和兄弟节点的关系的后一指针和前一指针，其中，每级之间的链路使用状态由链接列表和位图表示。
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