DE19947430A1 - Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung und -verfahren sowie Datenpaket-Vermittlung - Google Patents

Abstract

Es wird ein Datenpaket-Verarbeitungsverfahren zum Vermitteln von Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen offenbart, das die folgenden Schritte umfaßt: Speichern des gesamten Datenpakets in einem Datenpaketspeicher und Speichern eines Teils von jedem Datenpaket der Paketdaten, die in den Prozessen eines Ebene-2-Verarbeitungsteils und eines Ebene-3-Verarbeitungsteils der Mehrzahl Ebenen verwendet werden, in einem gemeinsam benutzten Mehrfacheingangsspeicher, wobei der Ebene-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Mehrfacheingangsspeichers Zugriff haben. Darüber hinaus wird ein Pipeline-Verarbeitungssystem benutzt, so daß sich der Ebene-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil nicht überschneiden, wenn sie zu dem gemeinsam benutzten Speicher Zugriff haben.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die (Daten)Paketverarbeitung, und zwar insbesondere auf ein (Daten)Paket-Verarbeitungsverfahren, eine (Daten)Paket- Verarbeitungsvorrichtung und einen (Daten)Paket-Austausch/eine (Daten)Paket- Vermittlungsstelle), die entsprechend dem ISO-Referenzmodell die Ebene 2, die Ebe­ ne 3 usw. behandeln.

2. Beschreibung des Standes der Technik

In einem Nachrichtenübertragungsnetz können unabhängig davon, ob es sich um ein verdrahtetes System oder um ein drahtloses System handelt, verschiedene Betriebs­ arten des Nachrichtensystems ausgewählt werden. Bei den verschiedenen Nachrich­ ten(übermittlungs)arten werden unterschiedliche Dienste, wie zum Beispiel Telefon, Datenübertragung, Fernkopieren/Facsimile und Bildübertragung, zur Verfügung ge­ stellt. In den letzten Jahren haben die ITU (International Telecommunication Union) und die ISO (International Organization for Standardization), die internationale Or­ ganisationen sind, initiativ ein Nachrichtennetz standardisiert und ein OSI- Referenzmodell (Open System Interconnection = offene Systemverknüpfung) emp­ fohlen, um der gleichen Schnittstelle zu erlauben, eine Mehrzahl Anschlüsse und eine Schnittstelle, die für verschiedene Dienste gemeinsam genutzt werden sollen, unterzubringen.

In dem OSI-Referenzmodell wird eine Mehrzahl Protokolle, die in einer Kommuni­ kationssession benutzt werden, in sieben Ebenen kategorisiert, die wie folgt definiert werden: Ebene 1 ist eine physi(kali)sche Ebene, in der elektrische und mechanische Bedingungen und Vorgänge zum Einstellen, Aufrechterhalten und Unwirksamma­ chen physikalischer Leitungen geregelt werden und das Übertragen einer Bitsequenz gesichert ist. Ebene 2 ist eine Datenverbindungsebene, in der eine Datenverbindung zwischen Knoten, die mit einer Nachrichtenleitung verbunden sind, eingestellt und ein Bit-Fehler auf einem Übertragungsweg berichtigt wird. Ebene 3 ist eine Netzebe­ ne, in der ein Leitweglenkungsvorgang durch ein Nachrichtennetz durchgeführt wird, um das örtliche System mit einem Fernsteuersystem zu verbinden.

Ebene 4 ist eine Transportebene, in der eine End-zu-End-Übertragungsverbindung eingestellt und eine transparente Datenübertragung durchgeführt wird, um einen Ser­ ver für eine höhere Ebene bereitzustellen, und zwar ungeachtet der Qualität des Nachrichtennetzes. Ebene 5 ist eine Sessionsebene, in der Anwendungsprozesse mit Sessionen und Nachrichtenbetriebsarten, wie zum Beispiel einem Vollduplexbetrieb und einem Halbduplexbetrieb, verbunden und die Synchronisierungs- und die Re- Synchronisierungsbetriebsart, die für die Kommunikation zwischen den Prozessen erforderlich sind, geregelt werden.

Ebene 6 ist eine Präsentationsebene, in der ein Datenformat-Steuervorgang zum Ma­ nagen/Steuern der Struktur der empfangenen und zwischen den Prozessen übertrage­ nen Daten durchgeführt wird. Ebene 7 ist eine Anwendungsebene, d. h. die höchste Ebene, in der ein Nutzer-/Anwendungsprotokoll entsprechend einer Zielstellung aus­ geführt/ausgefertigt wird. Bisher sind entsprechend jeder Ebene des OSI-Referenz­ modells verschiedene Protokolle aufgebaut worden. Die Nachrichtenübertragungen zwischen Austausch- bzw. Vermittlungsstellen, zwischen einer Austausch- bzw. Vermittlungsstelle und einer Anschlußstation und zwischen Computern wurden ent­ sprechend den sieben Ebenen zustandegebracht.

Zum Beispiel wird bei einer Nachrichtenübertragung zwischen Computern von einer Inter- bzw. Zwischen-System-Nachrichtenübertragung gesprochen. Eine Nachrich­ tenverbindung/Kommunikation zwischen den Prozessen eines Computers wird als Prozeßkommunikation bezeichnet. Ebene 1 bis Ebene 3 sind Protokolle für Inter- System-Kommunikation. Tatsächlich ist Ebene 1 eine Ebene, in der Daten und jedes Medium, wie zum Beispiel Ton und Bild, in elektrische Signale umgewandelt und dann übertragen werden. Ebene 2 ist eine Datenverbindungsebene, in der Daten­ übertragungen zwischen einer Anschlußstelle, einer Austausch- oder Vermittlungs­ stelle, einem Knoten usw. sicher und mit hoher Zuverlässigkeit ausgeführt werden. Ebene 3 ist eine Netzebene, in der Medien zwischen Anschlußstellen, Vermittlungs­ stellen, Knoten usw. über eine Mehrzahl Netze übertragen und vermittelt werden.

Zum Beispiel sind digitale Vermittlungsstellen als Leitungsvermittlungstyp und Da­ tenpaketvermittlungstyp kategorisiert. Darüber hinaus sind digitale Vermittlungs­ stellen weiterhin in Teilnehmerleitung-Vermittlungsstellen und Relais- Vermittlungsstellen eingeteilt. Die Teilnehmerleitung-Vermittlungsstelle führt über einen Übertragungsweg eine Relaisübertragungsoperation und eine Vermittlungsope­ ration für die Teilnehmerleitungs-Vermittlungsstelle durch. Die Relais-Vermittlung führt eine Relais-Operation und eine Vermittlungs- oder Austauschoperation für die Teilnehmerleitung-Vermittlung auf einem Übertragungsweg durch. Die Ebenen 4 bis 7, die Hochfunktionsebenen sind, sind für eine Relaisübertragungsoperation und für eine Vermittlungsoperation nicht erforderlich. Daher weist jede Vermittlungsstelle eine Struktur der Übertragungsebene entsprechend den Ebenen 1, 2 und 3 auf. Wenn eine Vermittlungsstelle entsprechend einem Computerprogramm als gespeichertem Programmsteuersystem gesteuert wird, sucht der Computer eine freie Leitung, ak­ tualisiert die Übertragungsdaten zum richtigen Zeitpunkt mit einem Hochgeschwin­ digkeitsspeicher (wie zum Beispiel einem Halbleiter-LSI-Speicher), liest die Daten aus dem Speicher und überträgt die Daten auf eine zutreffende Leitung.

Als nächstes wird ein Datenpaket, das zwischen einem Ebene-2-Verarbeitungsteil (oder -abschnitt) und einem Ebene-3-Verarbeitungsteil (oder -abschnitt) einer Daten­ paket-Vermittlungsstelle vermittelt wird, beschrieben. Herkömmlich wird ein Daten­ paket zwischen dem Ebene-2-Verarbeitungsteil und dem Ebene-3-Verarbeitungsteil nach einem der beiden folgenden Verfahren vermittelt (umgesetzt, ausgetauscht):

• (A) Es wird auf einen Datenpaketspeicher des Ebene-2-Verarbeitungsteils als Lese-/Schreib­ vorgang für ein in diesem gespeichertes Datenpaket zugegriffen, und zwar durch den Ebene-3-Verarbeitungsteil über einen Datenbus.
• (B) Auf einen Datenpaketspeicher, der auf einem Steuerbus angeordnet ist und durch den Ebene-2-Verarbeitungsteil, der eine DMA-Schaltung (Direct Memo­ ry Access = Direktspeicherzugriff) aufweist, geschrieben ist, wird nach einem in diesem gespeicherten Datenpaket durch den Ebene-3-Verarbeitungsteil über den Speicherbus als eine Lese-/Schreiboperation zugegriffen.

Die Funktion der Datenpaket-Vermittlungsstelle als Übertragungsebene (Verzwei­ gungs-/Übermittlungsebene) ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 7-1431333 beschrieben. Gemäß dieser dem Stand der Technik entsprechenden Druck­ schrift wird bei einem herkömmlichen, nach Ebenen aufgebauten System, und zwar wenn die Protokolle von den drei Ebenen der Ebene 1 (ATM), der Ebene 2 und der Ebene 3 verarbeitet werden, ein gemeinsam benutzter Speicher angeordnet, der Nut­ zerdaten, die zwischen einer Ebene-1-Protokoll-Verarbeitungsvorrichtung und einer Leitung eingegeben und ausgegeben werden, sowie Daten, wie zum Beispiel für eine Protokollverarbeitung jeder Ebene verwendete Vorlauf-/Vorsatzinformationen, spei­ chert, um die Speicherkapazität der Speicher des Systems zu reduzieren und das Ver­ arbeitungspotential des Systems zu verringern.

Jedes Verarbeitungsgerät für das Protokoll einer Ebene kann auf den gemeinschaft­ lich genutzten Speicher (Gemeinschaftsspeicher) zugreifen. Wenn ein Datenübertra­ gungsrahmen zwischen Ebene 1 und Ebene 2 oder wenn ein Datenpaket zwischen Ebene 2 und Ebene 3 übertragen wird, werden die in dem gemeinsam genutzten Speicher gespeicherten Daten nicht direkt übertragen. Statt dessen werden die Daten indirekt gesendet, und zwar mit den oberen und den letzten Adressenwerten der Da­ ten, die in dem gemeinsam genutzten Speicher gespeichert werden. Mit anderen Worten kann jede Übertragungsebene über einen Bus auf den gemeinsam benutzten Speicher zugreifen. Da die Daten über den Bus aus dem gemeinsam genutzten Spei­ cher gelesen werden können, kann - sofern erforderlich - die Speicherkapazität des gemeinsam benutzten Speichers beträchtlich verringert und dadurch die Prozeßlei­ stung erhöht werden.

Jedoch bewirken bei jedem der oben beschriebenen Verfahren (A) und (B) deren Prozesse, daß sie sich miteinander überschneiden, da von dem Ebene-2- Verarbeitungsteil und von dem Ebene-3-Verarbeitungsteil auf den gleichen Spei­ cherbus zugegriffen wird. Selbst wenn ein Bus-Konkurrenzbetrieb-Arbitrations- Steuerteil angeordnet ist, verschlechtert sich die Prozeßleistung. Insbesondere wenn die Ebene 2 ein ATM ist, ist eine Prozeßverzögerung aufgrund des Speicherzugriff- Konkurrenzbetriebes zur Ebene 3 kritischer, da ein komplizierter Zerlegungs-/Zu­ sammensetzungsprozeß usw. der Zellen durchgeführt wird.

Bei dem Verfahren (B) ist anstelle des Bus-Konkurrenzbetrieb-Arbitrations- Steuerteils ein Datenpaketspeicher erforderlich, der eine große Speicherkapazität für einen Datenübertragungsrahmen und ein Datenpaket aufweist, die in dem Ebene-2- Prozeß übertragen werden. Wenn somit ein Doppeltorspeicher (Doppelzugriffsspei­ cher), der jedoch teuer ist, verwendet wird, erhöhen sich die Kosten des Produktes.

In Ebene 3 werden in den meisten Fällen nur Datenpaket-Vorsatzinformationen (Datenpaket-Leitvermerk) verarbeitet. Daher wird es insbesondere bei dem Datenpa­ ketübertragungsprozeß bevorzugt, die Nutzerdaten in einem Speicher des Ebene-2- Verarbeitungsteils zu speichern und dem Ebene-3-Verarbeitungsteil nur Vorsatzin­ formationen zu liefern. Unter diesem Gesichtspunkt verschlechtert sich die Lei­ stungsfähigkeit des Prozesses, wenn der Ebene-3-Verarbeitungsteil mit dem gleichen Bus des Ebene-2-Verarbeitungsteils verbunden ist, da deren Speicherzugriffsprozes­ se miteinander konkurrieren und sich überschneiden.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wurde ausgehend von den oben beschriebenen Aspekten entwickelt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Datenpa­ ket-Verarbeitungsvorrichtung, die gewährleistet, daß die Speicherkapazität des Spei­ chers verringert, und daß ein reibungsloser Pipeline-Prozeß erreicht werden kann, der frei von einem Zugriffskonkurrenzbetrieb des gemeinsam benutzten Speichers zwi­ schen den Prozessen der verschiedenen Ebenen ist. Ein weiteres Ziel der vorliegen­ den Erfindung besteht darin, daß die Datenpakete bei hoher Geschwindigkeit über­ tragen und verschiedene Datenpaketformate umgewandelt werden können.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu einem Datenpakete speichern­ den Speicher (Datenpaketspeicher) ein Zweifachzugriffsspeicher (Doppeleingangs­ speicher) als gemeinsam benutzter Speicher angeordnet. Daher kann eine Speicher­ zugriff-Konkurrenzbetrieb-Arbitrationsschaltung, die einen Speicherzugriffs- Konkurrenzbetrieb zwischen der Ebene 2 und der Ebene 3 entscheidet, weggelassen werden. Darüber hinaus kopiert ein Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil Informatio­ nen, die für den Prozeß von Ebene 3 zu dem gemeinsam benutzten Speicher erfor­ derlich sind. Empfangspaketdaten werden in einem Datenpaketspeicher des Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteils gespeichert. Somit kann als der gemeinsam benutzte Speicher ein Speicher mit hoher Geschwindigkeit und geringer Speicherkapazität angewendet werden.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einer Datenpaket- Verarbeitungsvorrichtung zum Umwandeln (Umsetzen) von Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, die einen Datenpaketspeicher zum Speichern des gesamten Da­ tenpaketes und einen gemeinsam benutzten Speicher zum Speichern eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in den Prozessen eines Untere-Ebene- Verarbeitungsteils und eines Höhere-Ebene-Verarbeitungsteils verwendet werden, umfaßt, wobei das Untere-Ebene-Verarbeitungsteil und das Höhere-Ebene- Verarbeitungsteil über physikalisch unterschiedliche Speicherbusse Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Speichers haben.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Datenpaket- Verarbeitungsvorrichtung zum Vermitteln, Umsetzen bzw. Austauschen der Paket­ daten über eine Mehrzahl von Ebenen, die einen Datenpaketspeicher zum Speichern des gesamten Datenpakets und einen gemeinsam benutzten Speicher als Mehrfach­ zugriffsspeicher zum Speichern eines Teils jedes Datenpaketes der Paketdaten, die in den Prozessen des Ebene-2-Verarbeitungsteils als einer Datenverbindungsebene und eines Ebene-3-Verarbeitungsteils als einer Netzebene verwendet werden, umfaßt, wobei der Ebene-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Speichers haben.

Die Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt umfaßt ferner einen Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil zum Speichern nur eines Feldes, das für die Ebene 3 oder eine höhere Ebene erforderlich ist, auf den Datenpaketspeicher oder einen gemeinsam benutzten Speicher.

Die Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt umfaßt des weiteren einen Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil zum Kombinieren bzw. Ver­ einigen von Daten, die in einer Mehrzahl Datenpaketspeicher gespeichert sind, und von Daten, die in dem gemeinsam benutzten Speicher gespeichert sind, und zum Übertragen der daraus erhaltenen Daten als das Datenpaket.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Datenpaket- Verarbeitungsverfahren zum Vermitteln (Austauschen) von Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, das die Schritte Speichern des gesamten Datenpakets in einem Datenpaketspeicher und Speichern eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in den Prozessen eines Untere-Ebene-Verarbeitungsteils und eines Höhere-Ebene- Verarbeitungsteils der Mehrzahl Ebenen verwendet werden, in einem gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffsspeicher, wobei der Untere-Ebene-Verarbeitungsteil und der Höhere-Ebene-Verarbeitungsteil Zugriff auf den gleichen Speicherraum des ge­ meinsam benutzten Mehrfachzugriffsspeichers haben.

Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Datenpaket- Verarbeitungsveffahren zum Vermitteln der Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, umfassend die Schritte des Speicherns des gesamten Datenpakets in einem Datenpa­ ketspeicher und des Speicherns eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in den Prozessen eines Ebene-2-Verarbeitungsteils und eines Ebene-3- Verarbeitungsteils benutzt werden, in einem gemeinsam benutzten Mehrfachzu­ griffsspeicher, wobei der Ebene-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3- Verarbeitungsteil Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffsspeichers haben.

In dem Datenpaket-Verarbeitungsverfahren nach dem vierten Aspekt der vorliegen­ den Erfindung wird ein Pipeline-Verarbeitungssystem angewendet, so daß der Ebe­ ne-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil ohne Interferenzen, Über­ schneidungen bzw. Störungen Zugriff auf den gemeinsam benutzten Speicher haben.

Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Datenpaket- Vermittlungsstelle/Austauschstelle zum Vermitteln/Austauschen von Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, die einen Datenpaketspeicher zum Speichern des ge­ samten Datenpakets und einen gemeinsam benutzten Mehrfachzuggriffsspeicher zum Speichern eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in den Prozesses eines Untere-Ebene-Verarbeitungsteils und eines Höhere-Ebene-Verarbeitungsteils der Mehrzahl Ebenen verwendet werden, umfaßt, wobei der Verarbeitungsteil der unte­ ren Ebene und der Verarbeitungsteil der höheren Ebene Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffsspeichers haben.

Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Datenpaket- Vermittlungsstelle zum Vermitteln von Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, die einen Datenpaketspeicher zum Speichern des gesamten Datenpakets und einen ge­ meinsam benutzten Mehrfachzugriffsspeicher zum Speichern eines Teils jedes Da­ tenpakets der Paketdaten, die in den Prozessen des Ebene-2-Verarbeitungsteils als Datenverbindungsebene und des Ebene-3-Verarbeitungsteils als Netzebene der Mehrzahl Ebenen benutzt werden, umfaßt, wobei der Ebene-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemein­ sam benutzten Mehrfachzugriffsspeichers haben.

Die Datenpaket-Vermittlungsstelle gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt des weiteren einen Prozessor, der mit dem Ebene-2- Verarbeitungsteil und dem Ebene-3-Verarbeitungsteil zur Ausführung eines Vor­ gangs in einer Ebene, die höher als die Ebene 3 ist, verbunden ist.

Ein siebenter Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Datenpaket- Vermittlungsstelle zum Vermitteln von Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, die einen Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil zum Empfangen eines Datenpakets, zum Speichern des empfangenen Datenpakets in einem Datenpaketspeicher und zum Speichern eines Vorsatzteils des empfangenen Datenpakets in einem gemeinsam benutzten Speicher, einen Ebene-3-Verarbeitungsteil zum Empfangen des Vorsatz­ teils, zur Ausführung eines Netzprozesses entsprechend dem Vorsatzteil und - falls erforderlich - zum Ändern (Aktualisieren) des Vorsatzteils sowie zum Speichern des aktualisierten Vorsatzteils unter der gleichen Adresse des gemeinsam benutzten Speichers, und einen Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil zum Kombinie­ ren/Vereinigen des aktualisierten Vorsatzteils, der von dem Ebene-3- Verarbeitungsteil empfangen und in dem gemeinsam benutzten Speicher gespeichert wurde, und der in dem Datenpaketspeicher gespeicherten Datenpaketinformationen sowie zum Übertragen der daraus erhaltenen Daten als ein Datenpaket, umfaßt.

In der Datenpaket-Vermittlungsstelle gemäß dem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung kombiniert der Übertragungsverarbeitungsteil von Ebene 2 die von dem Verarbeitungsteil der Ebene 3 aktualisierten und in dem gemeinsam benutzten Spei­ cher gespeicherten Daten, überträgt die kombinierten Daten, wandelt ein Datenpaket­ format in ein Format der Ebene 1 um und wandelt, wenn die Ebene 3 eine IP-Ebene (Internet-Protokoll-Ebene) ist, ein IP V4-Datenpaket (Version 4) in ein IP V6- Datenpaket (Version 6) - oder umgekehrt - um.

In der Datenpaket-Vermittlungsstelle gemäß dem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung, bei dem der Übertragungsverarbeitungsteil der Ebene 2 durch den Ebene- 3-Verarbeitungsteil aktualisierte und in dem gemeinsam benutzten Speicher gespei­ cherte Daten und in dem Datenpaketspeicher durch den Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteil gespeicherte Paketdaten kombiniert, wird, wenn die Ebe­ ne 3 eine IP-(Internet Protokoll)-Ebene ist, ein IP V6-Durchtunnelungsvorgang für ein IP V4-Datenpaket (nämlich ein IP V6-Vorsatz wird entweder dem IP V4- Datenpaket hinzugefügt oder aus diesem gelöscht), ein IP V4-Abstimmprozeß für ein IP V6-Datenpaket (ein IP V4-Vorsatz wird einem IP V6-Datenpaket hinzugefügt oder aus diesem gelöscht) oder ein IP V4-Durchtunnelungsprozeß für ein IP V4- Datenpaket (ein IP V4-Datenpaket wird einem IP V4-Datenpaket hinzugefügt oder aus diesem gelöscht) durchgeführt.

Da der Übertragungsverarbeitungsteil der Ebene 2 die von dem Ebene-3- Verarbeitung steil aktualisierten und in dem gemeinsam benutzten Speicher gespei­ cherten Daten und die in dem Datenpaketspeicher des Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteils gespeicherten Daten frei kombiniert und die kombinier­ ten Daten überträgt, kann gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn Daten übertragen werden, ein Datenpaketformat frei konvertiert werden (das heißt, ein Datenpaketvor­ satz kann aktualisiert, konvertiert, gelöscht und hinzugefügt werden).

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Beispiel für die Notwendigkeit der Umwandlung eines Datenpaketformats, und zwar wenn die Ebene 3 eine IP- Protokoll-Ebene ist, ein IP V4-Datenpaket in ein IP V6-Datenpaket oder umgekehrt (als Vorsatz-Umwandlung) umgewandelt werden. Darüber hinaus kann ein IP V6- Abstimmvorgang für ein IP V4-Datenpaket auf einfache Weise durchgeführt werden (das heißt, ein IP V6-Vorsatz wird einem IP V4-Datenpaket hinzugefügt oder aus einem IP V4-Datenpaket gelöscht).

Sowohl diese als auch weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfin­ dung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird, besser verständlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaubild, das den Aufbau einer Datenpaket-Austausch- bzw. Vermittlungsstelle gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Blockschaubild, das den Aufbau einer Datenpaket- Verarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3A bis 3D sind schematische Darstellungen, die einen Datenaufbau gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wieder­ geben;

Fig. 4A bis 4C sind schematische Darstellungen, die einen Datenaufbau gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;

Fig. 5 ist ein Blockschaubild zur Erläuterung der Funktion der Datenpaket- Verarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen den Spei­ chern der Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung gemäß der er­ sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt; und

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Pipeline-Funktion der Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen Ausfüh­ rungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel (Aufbau der ersten Ausführungsform)

Mit Bezug auf Fig. 1 wird eine Datenpaket-Vermittlungsstelle 11 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Paketdaten werden von einer Mehrzahl Übertragungswegen A12 der Datenpaket-Vermittlungsstelle 11 zugeführt. Die Datenpaket-Vermittlungsstelle 11 führt Netzprozesse, wie zum Bei­ spiel einen Leitvorgang und einen Kennzeichnungsvorgang (Signalisierungsvorgang) für die von den Übertragungswegen A12 empfangenen Paketdaten durch und sendet die daraus resultierenden Paketdaten zu den Übertragungswegen B13. In der Daten­ paket-Vermittlungsstelle 11 wählt ein Ebene-1-Verarbeitungsteil 10 einen Übertra­ gungsweg der physikalischen Ebene aus und überträgt das Datenpaket exakt auf den ausgewählten Übertragungsweg. Ein Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 speichert die empfangenen Paketdaten in einem Datenpaketspeicher 2 und speichert einen er­ forderlichen Vorsatzteil der empfangenen Paketdaten in einem gemeinsam benutzten Speicher 3. Ein Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 führt einen Prozeß der Ebene 3 aus.

Das heißt mit anderen Worten, wenn die Paketdaten einen zu aktualisierenden Vor­ laufteil haben, aktualisiert der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 den Vorsatzteil (Leitver­ merkteil) und speichert diesen in dem gemeinsam benutzten Speicher 3. Falls erfor­ derlich, löscht ein Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 den Vorsatzteil der in dem Datenpaketspeicher 2 gespeicherten Paketdaten, kombiniert den Nutzerinfor­ mationsteil der Paketdaten und den aktualisierten Vorsatzteil und überträgt die dar­ aus resultierenden Paketdaten über ein Ebene-1-Verarbeitungsteil 10 zu einem Über­ tragungsweg B13. Anschließend werden der Aufbau und die Funktion der Datenpa­ ket-Vermittlungsstelle gemäß der ersten Ausführungsform im Detail beschrieben.

Fig. 2 ist ein Blockschaubild, das den Aufbau einer Datenpaket- Verarbeitungsvorrichtung der Datenpaket-Vermittlungsstelle gemäß der ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt. Mit Bezug auf Fig. 2 ist Be­ zugszeichen 1 ein Speicherbereich zur Steuerung des Prozesses von Ebene 2, um ein von einer niedrigeren Ebene empfangenes Datenpaket zu verarbeiten. Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Datenpaket-Speicherbereich zum Speichern von Paketdaten. Be­ zugszeichen 3 ist ein gemeinsam benutzter Speicher für die Ebene 2 und die Ebene 3. Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil, der Daten von Ebene 1 als einer niedrigeren Ebene empfängt. Bezugszeichen 5 ist ein Ebene-3- Verarbeitungsteil, der eine Leitfunktion (Lenkungsfunktion) entsprechend dem Vor­ satzteil (Leitvermerkteil) der Paketdaten durchführt.

Bezugszeichen 6 ist ein Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil, der Daten zur Ebene 1 überträgt. Bezugszeichen 7 ist ein Prozessor, der den Ebene-2-Verarbeitungsteil und den Ebene-3-Verarbeitungsteil steuert und einen Protokollprozeß der Ebene 3 oder einer höheren Ebene entsprechend einem ausführbaren Programm durchführt.

Als nächstes wird der Aufbau der in Fig. 2 dargestellten Datenpaket- Verarbeitungsvorrichtung praxisnah beschrieben. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 um­ faßt die Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung einen Ebene-2-Verarbeitungsspeicher 1, einen Datenpaketspeicher 2 mit großer Speicherkapazität, einen gemeinsam be­ nutzten Speicher 3, einen Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4, einen Ebene-3- Verarbeitungsteil 5, einen Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 und einen Pro­ zessor 7. Der Ebene-2-Verarbeitungsspeicher 1 managet (verwaltet) und speichert die Ebene-2-Prozeßinformation des Übertragungs-/Empfangs-Datenpakets.

Der Datenpaketspeicher 2 mit großer Speicherkapazität speichert das Übertragungs-/Empfangs-Da­ tenpaket. Der gemeinsam benutzte Speicher 3 ist ein Doppelzugriffs­ speicher mit hoher Geschwindigkeit und kleiner Speicherkapazität, auf den der Ebe­ ne-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil unabhängig voneinander Zugriff haben. Der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 kopiert die für den Ebene-3-Ver­ arbeitungsteil erforderlichen und ausreichenden Informationen (die Informatio­ nen sind zum Beispiel der Datenpaketvorsatz des Empfangsdatenpakets und die Empfangsverbindungsdaten) an den gemeinsam benutzten Speicher 3. Der Ebene-3- Verarbeitungsteil 5 führt den Prozeß der Ebene 3 oder einer höheren Ebene aus, in­ formiert den Ebene-2-Verarbeitungsteil über Differenzinformationen mit dem Emp­ fangsdatenpaket, um ein Datenpaket zu übertragen, und veranlaßt und startet einen Übertragungsvorgang.

Der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 kombiniert die in dem gemeinsam benutzten Speicher gespeicherten Daten (neuer Datenpaketvorsatz) und die in dem Datenpaketspeicher gespeicherten Empfangspaketdaten und editiert/strukturiert ein Übertragungsdatenpaket, um einen Datenpaket-Übertragungsvorgang auszuführen. Der Prozessor 7 führt einen komplizierteren Prozeß als der Ebene-3- Verarbeitungsteil (noch höherer Prozeß) durch.

Als nächstes wird mit Bezug auf das in Fig. 3 dargestellte ATM (Asynchron Trans­ fer Mode-Asychrones Übertragungsverfahren) eine Methode zum Auftrennen der Paketdaten auf den Datenpaketspeicher und auf den gemeinsam benutzten Speicher beschrieben. Nach Fig. 3 werden in der ATM-Ebene ATM-Zellen a1 + d1, a2 + d2, . . . (wobei a einen Vorsatzteil von 5 Byte; d einen Datenteil von 48 Byte repräsentie­ ren) über den Prozeß einer physikalischen Ebene nacheinander übertragen.

Eine AAL 5 (ATM Adaption Layer = ATM-Anpassungsebene) zerlegt die Nutzerin­ formationen in ATM-Zellen und setzt Zellen zu Nutzerinformationen zusammen. Die AAL 5 hat eine Funktion, die der Ebene 2 des OSI-Referenzmodells äquivalent ist. Die AAL 5 ist aus einer SAR-Unterebene (Segmentation And Re-assembly), einer CPCS-Unterebene (Common Part Convergence Sub-layer) und einer SSCS- Unterebene (Service Specific Convergence Sub-layer) gebildet. Wie in Fig. 3B ge­ zeigt, ist eine CPCS-PDU (CPSC-Protokolldateneinheit) aus einem Block und einem Beisatz zum Ermitteln eines Fehlers zusammengesetzt. Gemäß Fig. 3C werden in der Ebene 3 die Paketdaten in einen Datenpaket-Vorsatzteil 3 und in einen Datenteil um­ gewandelt. Nach der ersten Ausführungsform wird die Datenstruktur in Ebene 3 in dem in Fig. 2 dargestellten Datenpaketspeicher gespeichert. In Ebene 4 werden die Paketdaten als ein Vorsatzteil 4 und eine Nutzerinformation verarbeitet. In einer hö­ heren Ebene werden ein Vorsatzteil 4 und die verbleibende Nutzerinformation nach­ einander verarbeitet. Entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden der Vorsatzteil 3 und die Nutzerinformation der Ebene 3 in dem Datenpaketspeicher 2 gespeichert. Der Vorsatzteil 3 der Ebene 3 und (falls erforder­ lich) der Vorsatz 4 der Ebene 4 werden in dem gemeinsam benutzten Speicher 3 ge­ speichert.

Als nächstes wird mit Bezug auf die Fig. 4A, 4B und 4C eine Datenstruktur ent­ sprechend dem Ethernet-Protokoll beschrieben. In den Fig. 4A, 4B und 4C ist ein Vorsatzteil 2 eines Ethernet-Rahmens (Ethernet-Datenübertragungsrahmen) aus ei­ nem Präambelteil p (8 Byte), einem Zieladressenteil r (6 Byte), einem Quellenadres­ senteil s (6 Byte) und einem Rahmenmodusteil t (2 Byte) zusammengesetzt. Somit ist der Vorsatzteil insgesamt aus 22 Byte gebildet. Der Ethernet-Rahmen ist aus dem Vorsatzteil 2, einem Datenteil von variabler Länge und einer Rahmenprüfsequenz (FCS) (4 Byte) gebildet. Wie aus Fig. 4B ersichtlich ist, wird ein IP-Datenpaket in Ebene 3 aus einem IP-Vorsatz und einer Nutzerinformation zusammengesetzt. In einer höheren Ebene wird eine Datenstruktur mit einem Vorsatzteil 4 und einer Nut­ zerinformation verwendet. Außerdem werden, wie Fig. 4B zeigt, der Vorsatzteil 3 vom IP-Vorsatz und die Nutzerinformation in dem in Fig. 2 dargestellten Datenpa­ ketspeicher gespeichert. Der Vorsatzteil 2 und der Vorsatzteil 3 werden in dem ge­ meinsam benutzten Speicher 3 gespeichert.

Die Datenstruktur entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung kann bei einem ATM-Netz, einem Ethernet-Netz und anderen Datennetzen angewendet werden. Darüber hinaus kann die Datenstruktur gemäß der ersten Aus­ führungsform in einer Kombination von solchen Netzwerken benutzt werden.

(Wirkungsweise der ersten Ausführungsform)

Wenn der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 ein Datenpaket von der Ebene 1 empfängt, erhält, unter Bezugnahme auf Fig. 2, der Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteil 4 die Startadresse eines leeren Datenpaketspeichers von einem leeren Datenpaketpufferspeicher-Managementbereich des Ebene-2- Verarbeitungsspeichers 1. Während der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 die empfangenen Paketdaten auf die empfangene Startadresse des Datenpaket- Zwischenspeichers schreibt, kopiert der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 nur ein Feld (Datenpaketvorsatz), das für den Protokollprozeß der Ebene 3 notwendig ist, auf den gemeinsam benutzten Speicher 3.

Nachdem der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 den Vorgang von Ebene 2 abge­ schlossen hat, führt der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 den Vorgang von Ebene 3 ent­ sprechend der von dem Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 empfangenen Adresse des gemeinsam benutzten Speichers 3 durch. Zum Beispiel sucht der Ebene-3- Verarbeitungsteil 4 den Inhalt eines zuvor benachrichtigten Nachrichtennetzes von dem in dem gemeinsam benutzten Speicher 3 gespeicherten Vorsatzteil 3, führt einen Optimum-Leitwegprozeß durch, schafft eine Verbindung zu dem Zielsystem und aktualisiert den Vorsatzteil. Wenn ein Prozeß in einer höheren Ebene erforderlich ist, sendet der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 die Nutzerinformation zu der höheren Ebene. Nachdem die höhere Ebene den Prozeß für die Nutzerinformation beendet hat, ändert der Ebene-3-Verarbeitungsteil den Vorsatzteil für die Nutzerdaten und sendet den geänderten Vorsatzteil zur Ebene 2.

Zum Beispiel sichert entsprechend dem TCP/IP (Transmission Control Proto­ koll/Internet Protokoll) ein Datagramm vom Typ eines IP-Protokolls als eine Funkti­ on der Ebene 3, das heißt einer Netzwerkebene, eine bidirektionale Kommunikation entsprechend dem TCP-Protokoll als Funktion der Ebene 4, das heißt einer Trans­ portebene. In LAN (Local Area Network, örtliche Netze), Ethernet, FDDI (Ringtyp-LAN mit 100 Mbits/sec) oder dergleichen wird eine niedrigere Ebene des TACP/IP verwendet.

Um den Ebene-2-Verarbeitungsteil 8 und den Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 an einem Konkurrenzbetrieb beim Zugriff auf den Speicherbus zu hindern, ist gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der gemeinsam benutzte Speicher 3 ein Doppelportspeicher (Zweifachzugriffspeicher).

Der Zweifachzugriffspeicher ist aus einem Datenbus für den ersten Zugriff, einem Adressenbus für den ersten Zugriff, einem Datenbus für den zweiten Zugriff, einem Adressenbus für den zweiten Zugriff und einer Steuerschaltung zusammengesetzt. Die Steuerschaltung steuert die Verbindungen der Speicherzellen und der Datenbusse über die Adressenbusse. Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung findet im wesentlichen kein Konkurrenzbetrieb statt, da zu einem Zeitpunkt nicht auf die gleiche Adresse zugegriffen wird. Daher ist bei einer Pipeline- Wirkungsweise eine Arbiterschaltung (Steuerschaltung) zum Verhindern des Auf­ tretens eines Konkurrenzbetriebes nicht erforderlich.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die eine Übersichtszeichnung eines Daten­ paket-Übertragungsprozesses zeigt. In Fig. 5 empfängt der Ebene-2- Verarbeitungsteil 4 ein Datenpaket, dessen Paketlänge s und dessen Vorsatzlänge t ist. Der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 speichert das Datenpaket in dem Da­ tenpaketspeicher 2 und kopiert es auf den gemeinsam benutzten Speicher.

Danach führt der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 den Protokollprozeß der Ebene 3 ent­ sprechend dem Paketvorsatz des auf den gemeinsam benutzten Speicher 3 kopierten Datenpakets durch und aktualisiert den Paketvorsatz des in dem gemeinsam benutz­ ten Speicher 3 gespeicherten Datenpakets auf einen neuen Paketvorsatz, dessen Län­ ge u ist. Anschließend vereinigt der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 den durch den Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 aktualisierten und in dem gemeinsam be­ nutzten Speicher 3 gespeicherten Paketvorsatz, dessen Länge u ist, mit den Paketda­ ten, deren Länge s-t ist, ausgenommen dem in dem Datenpaketspeicher gespei­ cherten Paketvorsatz, und überträgt die erhaltenen Daten zur Ebene 1. Zu diesem Zeitpunkt wird das Übertragungs-Datenpaket, dessen Größe (s-t + u) ist, entgegen dem Empfangs-Datenpaket, dessen Größe s ist, übertragen. Die Werte t und u kön­ nen manchmal Null sein.

Als nächstes wird die Teilungsmethode (Trennungsmethode) für die Speicherräume des gemeinsam benutzten Speichers 3 und des Datenpaketspeichers 2 beschrieben. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, werden die Speicherräume des gemeinsam benutzten Speichers 3 und des Datenpaketspeichers 2 in eine Wechselbeziehung gebracht. Die Startadresse eines Zwischenspeichers, der ein zu verarbeitendes Datenpaket spei­ chert, repräsentiert auf einfache Weise einen Speicherraum des gemeinsam benutzten Speichers 3, der das Datenpaket verarbeitet (oder umgekehrt), um den betreffenden Vorgang effektiv durchzuführen.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für geteilte Speicherräume des Datenpaketspeichers 2 und des gemeinsam benutzten Speichers 3, dessen Spei­ cherkapazität 1/m des Datenpaketspeichers 2 beträgt, zeigt. In Fig. 6 benötigt der Datenpaketspeicher 2 n Bytes des Speicherraums für die Verarbeitung eines Daten­ pakets, während der gemeinsam benutzte Speicher n/m Bytes des Speicherraums für die Verarbeitung eines Datenpakets braucht. Daher ist 1/m der Startadresse Nn des Datenpaket-Zwischenspeichers #N die Startadresse Nn/m des Speicherraums des gemeinsam benutzten Speichers 3. Wenn nach der Startadresse für jeden Speicher­ raum des gemeinsam benutzten Speichers 3 ein Byte als Informationsbereich, der für die Übertragung und den Empfang eines Datenpakets notwendig ist (dieser Bereich wird als Deskriptor (Beschreibungssatz) bezeichnet), verwendet wird, ist die Star­ tadresse jedes Speicherraums für einen Datenpaketvorsatz des gemeinsam benutzten Speichers 3 (Nn/m + 1). Daher kann man die Korrelation zwischen dem Puffer- oder Zwischenspeicher 2 und dem gemeinsam benutzten Speicher 3 auf einfache Weise erreichen und benutzen.

Als nächstes wird die Wirkungsweise der ersten Ausführungsform detailliert be­ schrieben. Wenn der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 ein neues Datenpaket empfängt, speichert das Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 die Paketdaten in ei­ nem Speicherraum des Datenpaketspeichers 2 entsprechend der Startadresse Nn, die von einem leeren Datenpaketzwischenspeicher-Managementbereich des Ebene-2- Verarbeitungsspeichers 1 gelesen wird. Darüber hinaus kopiert der Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteil 4, und zwar während der Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteil 4 das Empfangsdatenpaket auf den Datenpaketspeicher 2 speichert, einen Teil (wie zum Beispiel den Datenpaketvorsatzteil) der Empfangspa­ ketdaten, die für den Prozeß der Ebene 3 nötig sind, auf einen Speicherraum, dessen Startadresse (Nn/m + 1) des gemeinsam benutzten Speichers 3 ist.

Nachdem der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 das Datenpaket empfangen hat, schreibt der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 Informationen, wie zum Beispiel die Empfangsdatenpaketlänge s, auf das Deskriptorfeld, dessen Länge l und dessen Startadresse Nn/m des gemeinsam benutzten Speichers 3 ist. Danach informiert der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 den Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 über die Adresseninformation, so daß der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 das Datenpaket verar­ beitet. Anschließend empfängt der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 ein neues Datenpaket.

Der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 hat auf den gemeinsam benutzten Speicher 3 Lese­ zugriff, und zwar entsprechend der Adresse Nn/m, die von dem Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteil 4 empfangen wird, und führt verschiedene Vorgänge der Ebene 3 durch (zum Beispiel einen Prüfvorgang für die Normalität des Datenpaket­ vorsatzes, einen Suchbetrieb für die Leitwegtabelle und einen Umwandlungsvorgang für eine Netzadresse).

Für den Fall, daß der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 entschieden hat, das relevante Datenpaket zu übertragen, schreibt der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5, wenn notwen­ dig, den Datenpaketvorsatz, der durch den Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 auf den gemeinsam benutzten Speicher 3 kopiert wurde, wieder auf einen zu übertragen­ den Datenpaketvorsatz ein. Außerdem schreibt der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 eine Information, wie zum Beispiel eine Differenzinformation zu dem Empfangsdatenpa­ ket, das durch den Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 in dem Datenpaketspeicher 2 gespeichert wurde (zum Beispiel die Vorsatzlänge t, die von dem Empfangsdaten­ paket gelöscht werden soll, die Länge u des neuen Datenpaketvorsatzes, der hinzuge­ fügt werden soll, den physikalischen Zieleingang, den logischen Kanal usw.), auf das Deskriptorfeld und informiert den Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 über die Adresse Nn/m des gemeinsam benutzten Speichers 3.

Auf diese Art verarbeitet der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 das Datenpa­ ket. Danach empfängt der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 das neue Datenpaket und ver­ arbeitet es.

Außerdem liest der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 das Deskriptorfeld ent­ sprechend der Adresse Nn/m des gemeinsam benutzten Speichers, die von dem Ebe­ ne-3-Verarbeitungsteil 5 empfangen wurde, vereinigt den in dem gemeinsam be­ nutzten Speicher 3 gespeicherten neuen Datenpaketvorsatz und die in dem Datenpa­ ketspeicher 2 gespeicherten Empfangspaketdaten entsprechend der Differenzinfor­ mation zu den in das Deskriptorfeld geschriebenen Empfangspaketdaten, bildet ein Übertragungsdatenpaket und überträgt dieses zu einem bestimmten (gewünschten) physikalischen Eingang und zu einem bestimmten logischen Kanal.

An diesem Punkt ist die von dem gemeinsam benutzten Speicher 3 gelesene Star­ tadresse Nn/m + 1. Die Länge des Datenpaketvorsatzes ist u. Die Startadresse der von dem Datenpaketspeicher 2 gelesenen Paketdaten ist Nn + t. Die Länge der Pa­ ketdaten ist (s-t). Die Übertragungsrahmenlänge ist (s-t + u).

Nachdem der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 das Datenpaket übertragen hat, schreibt er die Startadresse (Nn) des Datenpaket-Zwischenspeichers, die in dem Datenpaketspeicher 2 frei ist, auf ein leeres Datenpaket-Zwischenspeicher- Managementfeld des Ebene-2-Verarbeitungsspeichers 1, so daß der freie Speicher­ raum des Datenpaketspeichers 2 und der freie Speicherraum des gemeinsam benutz­ ten Speichers für einen anderen Datenpaketprozeß benutzt werden können. Nachdem der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 die Adresse auf das leere Datenpaket- Zwischenspeicher-Managementfeld des Ebene-2-Verarbeitungsspeichers 1 geschrie­ ben hat, erhält der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 neue Adresseninforma­ tion und startet den Übertragungsvorgang für das nächste neue Datenpaket.

Auf diese Weise wird der Übertragungsvorgang durchgeführt. Wenn jedoch die Ebe­ ne 3 nicht entschieden hat, das Datenpaket zu übertragen, wenn sie bestimmt hat, daß das Datenpaket zu der örtlichen Einheit adressiert worden ist, oder wenn sie festge­ stellt hat, daß ein komplizierterer Prozeß für das Datenpaket erforderlich ist, kann der Ebene-3-Verarbeitungsteil eher als den Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 2 den Prozessor 7 von der Adresse Nn/m informieren, so daß der Prozessor 7 das Datenpa­ ket verarbeitet. An dieser Stelle kann der Prozessor 7 auf alle Verarbeitungsteile der Ebenen und alle Speicherebenen zugreifen, die Empfangsdeskriptoren lesen, alle Datenpakete aus dem Datenpaketspeicher 2 über einen angeschlossenen Datenbus und einen angeschlossenen Adressenbus lesen, diese verarbeiten und sie abschließen.

Darüber hinaus kann der Prozessor 7 ein Übertragungsdatenpaket auf den Datenpa­ ketspeicher 2 lesen, den Übertragungsdeskriptor setzten und den Datenpaket- Übertragungsvorgang starten, wobei der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 übersprungen wird.

Im Hinblick auf IP-Adressen wird im IP V4-Format (Version-4-Format) ein 32-Bit- fixiertes spezifisches Adressenformat verwendet. Um die Anzahl der Domainnamen, die zugewiesen werden können, zu erhöhen, wird in zunehmendem Maße ein IP-V6- Format (Version-6-Format) benutzt, das Netzadressen mit 128 Bit trägt. Wenn Pa­ ketdaten im IP-V4-Format in Paketdaten im IP-V6-Format umgewandelt werden, speichert in dieser Situation der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 die Paketdaten in den Datenpaketspeicher 2 und überträgt den IP-V4-Vorsatzteil der Paketdaten auf den gemeinsam benutzten Speicher 3. Der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 empfängt den IP-V5-Vorsatzteil, analysiert diesen und schafft einen IP-V6-Vorsatzteil. Der Ebene- 2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 empfängt von dem Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 eine Prozessende-Nachricht, vereinigt den in dem gemeinsam benutzten Speicher 3 gespeicherten IP-V6-Vorsatzteil und die in dem Datenpaketspeicher 2 gespeicherten relevanten Paketdaten und sendet die daraus erhaltenen Daten zur Ebene 1. Zusätz­ lich zu der Umwandlung (Umsetzung) des Vorsatzformats von dem Format IP V4 auf das Format IP V6 kann auch eine Umwandlung des Vorsatzformats von dem Format IP V6 auf das Format IP V4 durchgeführt werden. Gleichermaßen kann eine Umwandlung des Vorsatzformats von dem Format IP V6 auf das Format IP V6 und eine Umwandlung des Vorsatzformats von dem Format IP V4 auf das Format IP V4 durchgeführt werden.

Als nächstes wird die IP-V6-Tunnelungsfunktion für ein IP-V4-Datenpaket der Da­ tenpaket-Vermittlungsstelle gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben. Der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 speichert das empfangene IP-V4-Datenpaket in dem Datenpaketspeicher 2. Außerdem speichert der Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteil 4 den IP-V4-Vorsatzteil in dem gemeinsam benutzten Speicher 3. Danach informiert der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 den Ebene- 3-Verarbeitungsteil 5 über die Vervollständigung des Vorgangs. Der Ebene-3- Verarbeitungsteil 5 schafft einen IP-V6-Vorsatzteil, addiert diesen zu dem IP-V4- Vorsatzteil, substituiert die IP-V4-Paketdaten durch die IP-V6-Daten in dem gemein­ sam benutzten Speicher 3. Wenn das IP-Protokoll einen Vorgang in einer höheren Ebene erforderlich macht, führt zum Beispiel der Prozessor 7 den Vorgang in der Ebene 4 oder in einer höheren Ebene durch und gibt das Ergebnis zu dem Ebene-3- Verarbeitungsteil 5 zurück. Danach informiert der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 den Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 über die Vervollständigung des Vorgangs.

Der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 liest die Vorsatzteil-Information, von der der IP-V6-Vorsatzteil zu dem IP-V4-Vorsatzteil addiert worden ist, aus der Adresse, die die Vervollständigung des Vorgangs symbolisiert und die in dem ge­ meinsam benutzten Speicher gespeichert wird, vereinigt die Vorsatzteil-Information und die relevanten Paketdaten und sendet die daraus erhaltenen Daten zu der Ebene 1 (physikalische Ebene).

Als weiteres Verfahren für die Durchtunnelungsfunktion speichert der Ebene-2- Empfangsverarbeitungsteil 4 die empfangenen IP-V4-Paketdaten in dem Datenpa­ ketspeicher 2, speichert den IP-V4-Vorsatzteil der Paketdaten in dem gemeinsam benutzten Speicher 3 und informiert den Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 über die Been­ digung des Vorgangs. Der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 schafft einen IP-V6- Vorsatzteil entsprechend dem IP-Protokoll und addiert den IP-V6-Vorsatzteil zu dem in dem gemeinsam benutzten Speicher 3 gespeicherten IP-V4-Vorsatzteil. Wenn das IP-Protokoll den Vorgang einer höheren Ebene verlangt, führt der Prozessor 7 - bei­ spielsweise - den Vorgang von Ebene 4 oder einer höheren Ebene durch und gibt die sich daraus ergebenden Daten zu dem Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 zurück. Der Ebe­ ne-3-Verarbeitungsteil 5 informiert den Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 über die Vervollständigung des Vorgangs.

Der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 liest den IP-V4-Vorsatzteil und den IP-V6-Vorsatzteil aus der Adresse, die die Vervollständigung des Vorgangs symboli­ siert und die in dem gemeinsam benutzten Speicher 3 gespeichert ist, vereinigt die Vorsatzteile und die relevanten Paketdaten und sendet die sich daraus ergebenden Daten zu der Ebene 1 (physikalische Ebene).

Gemäß einem anderen Verfahren speichert der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 den IP-V4-Vorsatzteil in dem gemeinsam benutzten Speicher 3 und informiert den Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 über die Beendigung des Vorgangs. Der Ebene-3- Verarbeitungsteil 5 löscht den IP-V4-Vorsatzteil aus dem gemeinsam benutzten Speicher 3 entsprechend dem IP-Protokoll. Außerdem schafft der Ebene-3- Verarbeitungsteil 5 ein IP-V6-Vorsatzteil und schreibt den IP-V6-Vorsatzteil in den gemeinsam benutzten Speicher 3. Danach informiert der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 den Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 über den Abschluß des Vorgangs. Der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 liest den IP-V6-Vorsatzteil von einer rele­ vanten Adresse des gemeinsam benutzten Speichers 3, kombiniert den IP-V6- Vorsatzteil und die Paketdaten mit dem relevanten IP-V6-Vorsatzteil und sendet die sich daraus ergebenden Daten zu der Ebene 1 (physikalische Ebene).

Somit vereinigt der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil 6 die durch den Ebene-3- Verarbeitungsteil 5 aktualisierten Daten und die in dem Datenpaketspeicher 2 durch den Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 gespeicherten Paketdaten und überträgt die vereinigten Daten. Das IP-V4-Datenpaket wird daher zu einer Vermittlungsstelle entsprechend IP V4 übertragen, wobei eine IP-V6-Vermittlungsstelle übersprungen wird.

In diesem Fall kann, und zwar wenn die Ebene 3 eine IP-Ebene (Internetprotokoll- Ebene) ist, ein IP-V6-Abstimmungsvorgang für ein IP-V4-Datenpaket durchgeführt werden (das heißt, mit anderen Worten kann einem IP-V4-Datenpaket ein IP-V6- Vorsatz hinzugefügt werden oder aus diesem gelöscht werden). Darüber hinaus kann ein IP-V4-Abstimmprozeß für ein IP-V6-Datenpaket durchgeführt werden (das heißt, ein IP-V4-Vorsatz kann einem IP-V6-Datenpaket hinzugefügt werden oder von die­ sem gelöscht werden). Des weiteren kann ein IP-V4-Abstimmvorgang für ein lP-V4- Datenpaket durchgeführt werden (das heißt, ein IP-V4-Vorsatz kann zu einem IP- V4-Datenpaket addiert werden oder aus diesem gelöscht werden).

Zweite Ausführungsform

Der Aufbau der Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung ist der gleiche wie der gemäß der in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsform. Nach der zweiten Ausführungsform gibt es zwei Verfahren, nach denen der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 Daten in den ge­ meinsam benutzten Speicher 3 kopiert. Bei dem ersten Verfahren bestimmt der Ebe­ ne-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 die Protokollart einer höheren Ebene und extra­ hiert ein Feld (einen Bereich) entsprechend dem festgestellten Ergebnis. Gemäß ei­ nem zweiten Verfahren extrahiert der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 eher feststehende Längendaten vom Beginn eines Datenpakets, als die Protokollart einer höheren Ebene in Betracht zu ziehen.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Pipeline-Wirkungsweise entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Nach Fig. 7 werden bei einem Prozeß für ein Empfangsdatenpaket A die Funktionen des Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteils 4, des Ebene-3-Verarbeitungsteils 5 und des Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteils 6 in einer Zeiteinteilungsfolge mit X bzw. Y bzw. Z bezeichnet. Dem Vorgang für das Empfangsdatenpaket A folgen die Prozesse für die Empfangsdatenpakete B und C. Während der Ebene-2- Übertragungsverarbeitungsteil 6 das Datenpaket A (als Operation Z) verarbeitet, ver­ arbeitet der Ebene-3-Verarbeitungsteil 3 das Datenpaket B (als Operation Y).

Außerdem verarbeitet der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil 4 das Datenpaket C (als Arbeitsablauf oder Operation X). Obgleich der Ablauf Z des Datenpakets A, der Ablauf Y des Datenpakets B und der Ablauf X des Datenpakets C zur gleichen Zeit ausgeführt werden, unterscheidet sich der Speicherraum des Datenpakets 2 von dem Speicherraum des gemeinsam benutzten Speichers 3. Daher konkurrieren diese Ar­ beitsabläufe nicht im Hinblick auf den Speicherraum. Darüber hinaus besteht kein Konkurrenzbetrieb auf den Speicherbussen, und zwar ohne die Notwendigkeit, den Ablauf Z für das Datenpaket A, den Ablauf Y für das Datenpaket B und den Ablauf X für das Datenpaket C zu vermitteln, da der Ebene-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-2-Verarbeitungsteil über physikalisch unterschiedliche Speicherbusse mit dem gemeinsam benutzten Speicher verbunden sind. Infolge dessen können die Arbeits­ abläufe unabhängig voneinander durchgeführt werden.

Nach Fig. 7 können während der Bearbeitung des Datenpakets A, und zwar wenn zum Zeitpunkt (a) der Ablauf X zum Ablauf Y weitergegangen ist und zum Zeit­ punkt (a) der Ablauf Y zum Ablauf Z vorgeschritten ist, Zwischenspeicher 14, die durch die schraffierten Rechteckteile dargestellt werden, benutzt werden. Das ist auf die Prozesse für die Datenpakete B und C zur Zeit (b) bzw. (c) anwendbar. Diese Zwischenspeicher verhindern des weiteren einen Konkurrenzbetrieb zwischen den Vorgängen.

In der Praxis variiert die Zeit des Vorgangs bei jedem Datenpaket und jeder Vor­ gangsart. Adresseninformationen als Auslöser (Trigger) für die Funktion jedes Ver­ arbeitungsblockes können in den Zwischenspeichern 14 zwischengespeichert (unter Bildung einer Warteschlange) werden, um die Geschwindigkeiten der Verarbei­ tungsblöcke einzustellen. Außerdem kann in jedem Vorgangsblock eine ähnliche Pipeline-Funktion und eine Geschwindigkeitseinstellung vorgenommen werden.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde für den gemeinsam be­ nutzten Speicher 3 ein Zweifachzugriff-Speicher verwendet. Statt dessen kann auch ein Mehrfachzugriff-Speicher (wie zum Beispiel ein Dreifachzugriff-Speicher oder ein Achtfachzugriff-Speicher) benutzt werden, um den Pipeline-Betrieb, der den Pro­ zessor 7 einschließt, durchzuführen.

Bei dem oben beschriebenen TCP/IP-Protokoll kann der Ebene-3-Verarbeitungsteil 5 sowohl ein Datenpaketvorsatzteil von Ebene 4, wie zum Beispiel ein TCP (Trans­ mission Control Protocol-Übertragungssteuerprotokoll) als auch ein Datenpaketvor­ satzteil von Ebene 3 übertragen.

Die in dem Vorgang in jeder Ebene vermittelte Adresseninformation kann beispiels­ weise eher eine Deskriptoradresse als die Startadresse eines Datenpaket- Zwischenspeichers des Datenpaketspeichers 2 sein.

Darüber hinaus kann zum Beispiel als ein Verfahren zur Korrelation unterschiedli­ cher Speicherräume an Stelle eines Multiplikationsverfahrens ein Tabellen- Suchverfahren angewendet werden.

Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnet der Ebene-3- Verarbeitungsteil 5 Differenzinformationen für jedes Empfangspaket, um ein ATM- Datenpaketformat in ein TCP/IP-Datenpaketformat - oder umgekehrt - umzuwan­ deln. Statt dessen können feststehende Differenzinformationen benannt werden, wenn ein Empfangs-/Übertragungs-Datenpaket vorbestimmmt ist. Somit kann der Vorgang zur Benennung der Differenzinformation für jedes Datenpaket aus dem von dem Ebene-3-Verarbeitungsteil durchgeführten Vorgang weggelassen werden.

Die zwischen dem Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil, dem Ebene-3- Verarbeitungsteil und dem Ebene-2-Verarbeitungsteil vermittelten Daten sind gemäß der vorliegenden Erfindung nur Adresseninformationen, die eine Mehrzahl Speicher­ räume repräsentieren. Daher werden zwischen den Speichern keine redundanten Da­ ten übertragen. Somit können die Vorgänge bei hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, und die Speicherkapazität der Speicher kann verringert werden.

Wenn der Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil, der Ebene-3-Verarbeitungsteil, der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil und der Prozessorteil sämtlich den nachfol­ genden Verarbeitungsblock über eine relevante Adresse informiert haben, kann jeder Prozess- oder Vorgangsblock ein neues Datenpaket verarbeiten. Außerdem ist die Menge an Informationen gering, da die Informationen, die direkt ausgetauscht wer­ den, nur Adresseninformationen sind. Da der Arbeitsvorgang jedes Verarbeitungs­ blocks zwischengespeichert werden kann, ist somit dessen Geschwindigkeit leicht einstellbar. Folglich kann ein Pipeline-Vorgang ohne Probleme durchgeführt werden.

Darüber hinaus kann die Speicherkapazität des gemeinsam benutzten Speichers re­ duziert werden, da die Informationen, die über den gemeinsam benutzten Speicher zwischen dem Ebene-2-Verarbeitungsteil und dem Ebene-3-Verarbeitungsteil ver­ mittelt werden, nur notwendige Informationen, wie zum Beispiel ein Datenpaketvor­ satz, sind.

Des weiteren können der Speicherbus und das gleiche Adressenfeld an dem Konkur­ renzbetrieb zwischen den Vorgängen der Ebene 2 und der Ebene 3 gehindert werden, und zwar ohne daß die Anwendung einer speziellen Arbiterschaltung notwendig ist, da der gemeinsam benutzte Speicher ein Zweifachzugriffsspeicher ist und der Ebene- 2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil entsprechend den zwischen dem Ebene-2-Verarbeitungsteil und dem Ebene-3-Verarbeitungsteil ausgetauschten Adresseninformationen auf den gemeinsam benutzten Speicher Zugriff haben. Da sich die Vorgänge nicht überschneiden, kann die Prozeßgeschwindigkeit erhöht wer­ den.

Da der Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil die von Ebene 3 freigegebenen und in dem gemeinsam benutzten Speicher gespeicherten Daten mit den in dem Datenpa­ ketspeicher durch das Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil gespeicherten Daten in verschiedenen Kombinationen vereinigt und die dadurch erhaltenen Daten überträgt, und zwar während der Ebene-2-Übertragungsteil ein Datenpaket überträgt, kann er verschiedene Vorgänge, wie zum Beispiel eine Umwandlung des Datenpaketformats und eine höhere Protokollumwandlung, durchführen.

Obgleich die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die beste Art ihrer Ausführung dargestellt und beschrieben wurde, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß die vorgehend beschriebenen und verschiedene andere Änderungen, Weglassungen oder Ergänzungen vorgenommen werden können, ohne den Grundgedanken der vor­ liegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (13)

1. Eine Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung zum Umsetzen von Paketdaten über eine Mehrzahl von Ebenen, umfassend:
einen Datenpaketspeicher zum Speichern des gesamten Datenpakets; und
einen gemeinsam benutzten Speicher zum Speichern eines Teils jedes Daten­ pakets der Paketdaten, die in Prozessen eines Untere-Ebene-Verarbeitungsteils und eines Höhere-Ebene-Verarbeitungsteils verwendet werden, wobei das Un­ tere-Ebene-Verarbeitungsteil und das Höhere-Ebene-Verarbeitungsteil über physikalisch unterschiedliche Speicherbusse auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Speichers Zugriff haben.

2. Eine Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung zum Vermitteln von Paketdaten über eine Mehrzahl von Ebenen, umfassend:
einen Datenpaketspeicher zum Speichern des gesamten Datenpakets; und
einen gemeinsam benutzten Speicher als Mehrfachzugriffspeicher zum Spei­ chern eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in Prozessen eines Ebene-2-Verarbeitungsteils als Datenverbindungsebene und eines Ebene-3- Verarbeitungsteils als Netzebene verwendet werden, wobei der Ebene-2- Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Speichers haben und wobei für die Ebenen 2 und 3 das Referenzmodell der offenen Systemverknüpfung (OSI) empfohlen wird.

3. Die Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin umfas­ send:
ein Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil zum Speichern nur eines Feldes, das für die Ebene 3 oder eine höhere Ebene erforderlich ist, auf den Datenpaket­ speicher und den gemeinsam benutzten Speicher.

4. Die Datenpaket-Verarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfas­ send:
einen Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil zum Kombinieren der in einer Mehrzahl der Datenpaketspeicher gespeicherten Daten und der in dem gemein­ sam benutzten Speicher gespeicherten Daten und zum Übertragen der daraus erhaltenen Daten als das Datenpaket, wobei für die Ebene 2 das Referenzmodel der offenen Systemverknüpfung empfohlen wird.

5. Ein Datenpaket-Verarbeitungsverfahren zum Vermitteln/Austauschen von Pa­ ketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, umfassend die Schritte:
Speichern des gesamten Datenpakets in einem Datenpaketspeicher; und
Speichern eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in den Prozessen eines Untere-Ebene-Verarbeitungsteils und eines Höhere-Ebene- Verarbeitungsteils der Mehrzahl Ebenen verwendet werden, in einem gemein­ sam benutzten Mehrfachzugriffspeicher, wobei der Untere-Ebene- Verarbeitungsteil und der Höhere-Ebene-Verarbeitungsteil Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffspeichers haben.

6. Ein Datenpaket-Verarbeitungsverfahren zum Vermitteln von Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, die durch das Referenzmodell der offenen Systemver­ knüpfung empfohlen werden, umfassend die Schritte:
Speichern des gesamten Datenpakets in einem Datenpaketspeicher; und
Speichern eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in den Prozessen eines Ebene-2-Verarbeitungsteils und eines Ebene-3-Verarbeitungsteils ver­ wendet werden, in einem gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffsspeicher, wo­ bei der Ebene-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffspei­ chers haben.

7. Das Datenpaket-Verarbeitungsverfahren nach Anspruch 6, bei dem ein Pipe­ line-Verarbeitungssystem angewendet wird, so daß der Ebene-2- Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil ohne Interferenz Zugriff auf den gemeinsam benutzten Speicher haben.

8. Eine Datenpaket-Vermittlung zum Vermitteln der Paketdaten über eine Mehr­ zahl Ebenen, umfassend:
einen Datenpaketspeicher zum Speichern des gesamten Datenpakets; und
einen gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffspeicher zum Speichern eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in den Vorgängen eines Untere- Ebene-Verarbeitungsteils und eines Höhere-Ebene-Verarbeitungsteils der Mehrzahl Ebenen verwendet werden, wobei der Untere-Ebene- Verarbeitungsteil und der Höhere-Ebene-Verarbeitungsteil Zugriff auf den gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffspeichers haben.

9. Eine Datenpaket-Vermittlung zum Vermitteln von Paketdaten über eine Mehr­ zahl Ebenen, die durch das Referenzmodell der offenen Systemverknüpfung empfohlen werden, umfassend:
einen Datenpaketspeicher zum Speichern des gesamten Datenpaketes; und
einen gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffsspeicher zum Speichern eines Teils jedes Datenpakets der Paketdaten, die in den Prozessen eines Ebene-2- Verarbeitungsteils als Datenverbindungsebene und eines Ebene-3- Verarbeitungsteils als Netzebene der Mehrzahl Ebenen verwendet werden, wo­ bei der Ebene-2-Verarbeitungsteil und der Ebene-3-Verarbeitungsteil Zugriff zu dem gleichen Speicherraum des gemeinsam benutzten Mehrfachzugriffspei­ chers haben.

10. Die Datenpaket-Vermittlung nach Anspruch 9, die des weiteren einen mit dem Ebene-2-Verarbeitungsteil und mit dem Ebene-3-Verarbeitungsteil verbunde­ nen Prozessor umfaßt, um einen Vorgang in einer Ebene, die höher als die Ebene 3 ist, auszuführen.

11. Eine Datenpaket-Vermittlungsstelle zum Vermitteln der Paketdaten über eine Mehrzahl Ebenen, die durch das Referenzmodell der offenen Systemverknüp­ fung empfohlen werden, umfassend:
ein Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil zum Empfangen eines Datenpakets, zum Speichern des empfangenen Datenpakets in einem Datenpaketspeicher und zum Speichern eines Vorsatzteils des empfangenen Datenpakets in einem gemeinsam benutzten Speicher;
ein Ebene-3-Verarbeitungsteil zum Empfangen des Vorsatzteils, zum Ausfüh­ ren eines Netzprozesses entsprechend dem Vorsatzteil, zum Aktualisieren des Vorsatzteils, falls erforderlich, und zum Speichern des aktualisierten Vorsatz­ teils unter der gleichen Adresse des gemeinsam benutzten Speichers; und
ein Ebene-2-Übertragungsverarbeitungsteil zum Kombinieren des von dem Ebene-3-Verarbeitungsteil empfangenen und in dem gemeinsam benutzten Speicher gespeicherten aktualisierten Vorsatzteils und der in dem Datenpaket­ speicher gespeicherten Datenpaketinformationen sowie Übertragen der daraus erhaltenen Daten als Datenpaket.

12. Die Datenpaket-Vermittlung nach Anspruch 11, bei der der Ebene-2- Übertragungsverarbeitungsteil durch den Ebene-3-Verarbeitungsteil aktuali­ sierte und in dem gemeinsam benutzten Speicher gespeicherte Daten und in dem Datenpaketspeicher gespeicherten Daten kombiniert, die kombinierten Daten überträgt, ein Datenpaketformat in ein Format der Ebene 1 umwandelt und, wenn die Ebene 3 eine IP-Ebene ((Internet-Protokoll-Ebene) ist, ein IP- V4-Datenpaket (Version 4) in ein IP-V6-Datenpaket (Version 6) - oder umge­ kehrt - umwandelt.

13. Die Datenpaket-Vermittlung nach Anspruch 11, bei der der Ebene-2- Übertragungsverarbeitungsteil durch den Ebene-3-Verarbeitungsteil aktuali­ sierte und in dem gemeinsam benutzten Speicher gespeicherte Daten und in dem Datenpaketspeicher durch den Ebene-2-Empfangsverarbeitungsteil ge­ speicherte Paketdaten kombiniert und, wenn die Ebene 3 eine IP-(Internet Protokoll)-Ebene ist, einen IP-V6-Durchtunnelungsprozeß für ein IP-V4- Datenpaket (das heißt, ein IP-V6-Vorsatz wird einem IP-V4-Datenpaket hin­ zugefügt oder aus diesem gelöscht), einen IP V4-Abstimmungsprozeß für ein IP-V6-Datenpaket (das heißt, ein IP V4-Vorsatz wird einem IP V6-Datenpaket hinzugefügt oder aus diesem gelöscht) oder einen IP-V4- Durchtunnelungsprozeß für ein IP-V4-Datenpaket (ein IP-V4-Datenpaket wird einem IP-V4-Datenpaket hinzugefügt oder aus diesem gelöscht) durchführt.