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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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(1) Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Vermittlungsgerät und im Besonderen ein Vermittlungsgerät zum Routen
eines Paketes.
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(2) Beschreibung des Standes
der Technik
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Mit
der rapiden Verbreitung des Internets hat es einen steilen Zuwachs
im Bedarf nach effizientem IP-(Internet Protocol) Verkehr mit großer Kapazität in den
vergangenen Jahren gegeben. Deshalb wird gehofft, dass ein Hochgeschwindigkeits-Routing-Gerät für eine große Kapazität realisiert
werden wird.
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Wenn
z.B. eine Multicast-Kommunikation durchgeführt wird, wird ein Routing-Gerät ein Paket kopieren,
wenn es eine Transferroute an eine Zieladresse auf einem Netzwerk
auswählt.
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Mit
einer konventionellen Technik zum Kopieren eines Paketes wird ein
empfangenes Paket temporär
in einem Puffer zuerst gespeichert. Dann wird eine im voraus angefertigte
Routing-Tabelle nach
einer Ausgangsroute mit einem Identifizierer in dem Paket als ein
Schlüssel
gesucht. Und dann wird ein Lesen von dem Puffer gemäß der erhaltenen Ausgangsrouteninformation
durchgeführt.
Als ein Ergebnis wird ein Paket an eine Vielzahl von Ausgangsrouten
gesendet.
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Jedoch
wird ein Routing-Gerät,
das die oben beschriebene konventionelle Technik zum Kopieren eines
Paketes verwendet, eine riesige Leitungsanzahl aufnehmen müssen, wenn
es Verkehr einer großen
Kapazität
bei einer hohen Geschwindigkeit handhabt, was in einer riesigen
Anzahl von Warteschlangen, die gemäß Pakettypen und Ausgangsrouten verwendet
werden, und in einer umfangreichen Routing-Tabelle resultieren wird.
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Andererseits
wird ein Routen eines IP-Rahmens nicht eine Paketweise Verarbeitung
benötigen sondern
eine Rahmenbewusste Verarbeitung, weil ein Rahmen einer variablen
Länge eingegeben
wird.
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Mit
einer Paketweisen Verarbeitung eines ATM-Pakets einer festen Länge (Zelle)
kann, mit anderen Worten, eine Umkehrung der Reihenfolge eines Sendens
zu der Zeit eines Routens auftreten, weil eine Zieladresse für eine Zelle
von der allerersten spezifiziert ist. Zellen können unabhängig von einer anderen behandelt
werden.
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Mit
IP-Verkehr muss jedoch, wenn ein Rahmen einer variablen Länge in Pakete
einer festen Länge
aufgeteilt und geroutet wird, die Reihenfolge des Paketes zur Zeit
der Aufteilung garantiert sein. Pakete können deshalb nicht unabhängig von
einem anderen behandelt werden.
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Wie
oben beschrieben, wird, wenn ein Prozess, so wie ein Multicast-Prozess,
auf IP-Verkehr durchgeführt
wird, ein Rahmen einer variablen Länge in Pakete einer festen
Länge in
einem Gerät
aufgeteilt. Deshalb muss die Paketkontinuität zur Zeit eines Erzeugens
eines Rahmens zur Zeit eines Schreibens an und Lesens von einem
Puffer garantiert sein. Weiterhin wird die konventionelle Technik
eine Adressenverwaltung in einem Puffer extrem kompliziert machen,
wenn z.B. eine Multicast-Kommunikation auch berücksichtigt wird. Dieses wird
mit einer Hochgeschwindigkeitsverarbeitung interferieren.
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In
EP-A-0 915 593 ist eine ATM-Vermittlung vom Konzentratortyp für ein ATM-Vermittlungssystem
offenbart. Das System enthält
eine Vielzahl (m) von n×n
ATM-Vermittlungs-Kleinmodulen
und ein Kopplungsmodul zum Koppeln der ATM-Vermittlungsmodule mit
einem anderen zum Implementieren eines ATM-Vermittlungs-Systems.
Das Kopplungsmodul enthält
m Konzentratoren zugehörig
zu den m ATM-Vermittlungsmodulen. Jeder Konzentrator hat einen Multiplex-Block
zum Multiplexen von m×n
Signalsequenzen in n Signalsequenzen, wobei ein Konzentrationspufferblock
ein n×n
Banyan-Netzwerk enthält
zum Spezifizieren eines der ATM-Vermittlungsmodule
für jede
effektive Zelle basierend auf einem Zielsignal. Der Konzentrator
arbeitet bei einer langsamen Transferrate in einem ATM-Großsystem,
so dass die Leistung des Konzentrators nicht die Größe des ATM-Systems
einschränkt.
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In
der Veröffentlichung "Design Requirements
and Architectures for Multicast ATM Switching" von Zhong et al., IEICE Transactions
on Communications, Vol. E77-B (1994) November, Nr. 11, Tokyo, JP,
sind für
eine Multicast-Kommunikation
geeignete Paketvermittlungsarchitekturen und bezogene Effizienzthemen
und eine Architektur einer Paketvermittlung mit einer Matrixvermittlung
und einem Paketkopierabschnitt beschrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Vermittlungsgerät zum Durchführen eines Hochgeschwindigkeitsroutens
für eine
große
Kapazität
bereitzustellen.
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Um
die obige Aufgabe zu erreichen, ist ein Vermittlungsgerät zum Routen
eines Paketes bereitgestellt, wobei das Gerät gekennzeichnet ist durch Umfassen
einer Matrixvermittlung, die mit N Eingangsleitungen verbunden ist
und N Ausgangsports aufweist zum Durchführen eines Selbstroutens bezüglich eines
Paketes auf der Grundlage einer Kennzeichnung einschließlich einer
in dem Paket eingestellten Ausgangsrouteninformation; und einem
Paketkopierabschnitt einschließlich
von N-zu-1-Auswählern
zum Auswählen
eines Paketes aus von der Matrixvermittlung gesendeten Eingangspaketen
auf der Grundlage einer Auswahlinformation, angeordnet, um den N
Ausgangsports der Vermittlungsmatrix zu entsprechen, und Einstellregistern
zum Halten der Auswahlinformation, die durch die Auswähler verwendet
wird, zum Auswählen
eines Signals, wobei, wenn ein Paket von Port P#a, wobei 1 ≤ a ≤ N, von Ausgangsleitungen
oL#b bis oL#c ausgegeben wird, wobei 1 ≤ b ≤ N und 1 ≤ c ≤ N und b ≤ c, die Einstellregister einen
Identifizierer für
Port P#a halten und die Auswähler
ein Signal gemäß diesem
eingestellten Wert auswählen
und sämtliche
an Port P#a in der Vermittlungsmatrix selbst geroutete Pakete von
Ausgangsleitungen oL#b bis oL#c durch den Paketkopierabschnitt ausgegeben
werden.
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Die
obige und andere Aufgaben, Merkmalen und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit
den begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden, die bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mittels eines Beispiels veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Ansicht zum Beschreiben der einem Vermittlungsgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien.
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2 ist
eine Ansicht, die APS in dem Fall zeigt, dass eine Leitung in Working
and Protection bzw. Arbeiten und Schutz aufgenommen ist.
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3 ist
eine Ansicht, die APS in dem Fall zeigt, dass mehrfache Leitungen
in Working and Protection aufgenommen sind.
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4 ist
eine Ansicht, die eine Geräteduplexsteuerung
zeigt.
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5 ist
eine SNOP zeigende Ansicht.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
werden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben
werden. 1 ist eine Ansicht zum Beschreiben
der einem Vermittlungsgerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien. Ein Vermittlungsgerät 2 umfasst
eine Matrixvermittlung 21 und einen Paketkopierabschnitt 20 und routet
bzw. leitet ein Paket.
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Die
Matrixvermittlung 21 ist eine wie eine N×N-Matrix,
und ist mit N Eingangsleitungen iL#1 bis iL#N verbunden, und hat
N Ausgangsports P#1 bis P#N.
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Die
Matrixvermittlung 21 führt
ein Selbstrouten auf von den Eingangsleitungen iL#1 bis iL#N gesendeten
Eingangspaketen auf der Grundlage von Kennzeichnungen einschließlich einer
Ausgangsrouteninformation (ein Ausgabeziel zeigend, an welches ein
Paket gerichtet werden sollte), durch, die in den Paketen festgelegt
ist, und gibt die Pakete an passende Ports P#1 bis P#N aus.
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Der
Paketkopierabschnitt 20 umfasst Auswähler 22-1 bis 22-n und
Einstellregister 23-1 bis 23-n. Die Auswähler 22-1 bis 22-n sind
angeordnet, um N Ausgangsports P#1 bis P#N der Matrixvermittlung 21 zu
entsprechen. Das Verhältnis
der Eingangsanzahl zu der Ausgangsanzahl der Auswähler 22-1 bis 22-n ist
N zu Eins. Das heißt,
dass die Eingangsseite jedes der Auswähler 22-1 bis 22-n mit sämtlichen
Ports P#1 bis P#N verbunden ist. Die Ausgangsseiten der Auswähler 22-1 bis 22-n sind
jeweils mit Ausgangsleitungen oL#1 bis oL#N verbunden.
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Die
Einstellregister 23-1 bis 23-n halten eine durch
die Auswähler 22-1 bis 22-n zum
Auswählen eines
Signals verwendete Auswahlinformation, und weisen die Auswähler 22-1 bis 22-n zum
Auswählen eines
Signals an. Die Auswahlinformation wird durch eine höhere Software
spezifiziert werden.
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Wie
oben beschrieben gibt der Paketkopierabschnitt 20 von Ports
P#1 bis P#N eingegebene Pakete an sämtliche Auswähler 22-1 bis 22-n,
angeordnet in N Reihen, ein, und wählt einen Port in jedem Auswähler auf
der Grundlage von Anweisungen von der höheren Software aus, und gibt
die Pakete aus.
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Diese
Struktur des Vermittlungsgerätes 2 wird
es ermöglichen,
dass sämtliche
Pakete kopiert werden, die an es eingegeben werden. Wenn z.B. ein Paket
von Port P#1 von Ausgangsleitungen oL#1 bis oL#3 ausgegeben wird,
werden die Einstellregister 23-1 bis 23-3 einen
Identifizierer für
Port P#1 halten, der durch die höhere
Software spezifiziert ist.
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Die
Auswähler 22-1 bis 22-3 wählen ein
Signal gemäß diesem
eingestellten Wert aus. Als ein Ergebnis werden sämtliche
der an Port P#1 in der Matrixvermittlung 21 selbst gerouteten
Pakete von Ausgangsleitungen oL#1 bis oL#3 durch den Paketkopierabschnitt 20 ausgegeben
werden.
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Nun
wird die durch das Vermittlungsgerät 2 realisierte automatische
Schutzvermittlungs- (APS, Automatic Protection Switching) Steuerung
beschrieben werden. APS meint die folgende Funktion. Wenn Daten
von sowohl einem ersten als auch einem zweiten System eingegeben
werden, nimmt ein gemeinsamer Steuerabschnitt (in diesem Fall das
Vermittlungsgerät 2)
Daten nur von einem der zwei Systeme an, verarbeitet sie, und gibt
verarbeitete Daten von beiden der zwei Systeme aus.
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2 ist
eine Ansicht, die APS in dem Fall zeigt, dass eine Leitung in Working
und Protection bzw. Arbeiten und Schutz aufgenommen ist. Leitungsschnittstellenabschnitte 100a und 100b sind
jeweils in Working bzw. Protection auf der Eingangsseite des Vermittlungsgerätes 2 angeordnet.
Leitungsschnittstellenabschnitte 300a und 300b sind
jeweils in Working bzw. Protection auf der Ausgabeseite des Vermittlungsgerätes 2 angeordnet.
Leitungen L#1 (ACT) und L#1 (SBY) sind in Working bzw. Protection aufgenommen.
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Wenn
eine APS-Steuerung unter dieser Struktur durchgeführt wird,
wird zuerst ein Paket von Leitung L#1 (SBY) durch den Leitungsschnittstellenabschnitt 100b verworfen,
und ein Paket nur von Leitung L#1 (ACT) wird an das Vermittlungsgerät 2 eingegeben.
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Dann
werden Selbstrouten und das Kopieren des Paketes in dem Vermittlungsgerät 2 durchgeführt, und
dieselben Pakete werden von dem Leitungsschnittstellenabschnitt 300a in
Working und von dem Leitungsschnittstellenabschnitt 300b in
Protection ausgegeben.
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3 ist
eine Ansicht, die APS in dem Fall zeigt, dass mehrfache Leitungen
in Working und Protection untergebracht sind. In 3 sind
vier Leitungen untergebracht. Leitungsschnittstellenabschnitte 100c und 100d sind
in Working bzw. Protection auf der Eingangsseite des Vermittlungsgerätes 2 angeordnet.
Leitungsschnittstellenabschnitte 300c und 300d sind
in Working bzw. Protection auf der Ausgangsseite des Vermittlungsgerätes 2 angeordnet.
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Leitungen
L#1 (ACT), L#2 (SBY), L#3 (ACT) und L#4 (SBY) sind in Working bzw.
Arbeiten aufgenommen. Leitungen L#1 (SBY), L#2 (ACT), L#3 (SBY)
und L#4 (ACT) sind in Protection untergebracht.
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Wenn
eine APS-Steuerung unter dieser Struktur durchgeführt wird,
werden Pakete von Leitungen L#2 (SBY) und L#4 (SBY) in Working durch den
Leitungsschnittstellenabschnitt 100c verworfen, und Pakete
nur von Leitungen L#1 (ACT) und L#3 (ACT) in Working werden eingegeben.
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Weiterhin
werden Pakete von Leitungen L#1 (SBY) und L#3 (SBY) in Protection
durch den Leitungsschnittstellenabschnitt 100d verworfen,
und Pakete nur von Leitungen L#2 (ACT) und L#4 (ACT) in Protection
werden eingegeben.
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Dann
wird Selbstrouten und das Kopieren eines Paketes in dem Vermittlungsgerät 2 durchgeführt, und
dieselben Pakete werden von dem Leitungsschnittstellenabschnitt 300c in
Working und von dem Leitungsschnittstellenabschnitt 300d in
Protection ausgegeben.
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Wie
oben beschrieben, ungeachtet dessen, ob eine oder mehrfache Leitungen
in Working und Protection untergebracht sind, wird ein kopiertes
Paket auch an die Ausgangsseite eines Systems ausgegeben, an dessen
Eingangsseite ein Paket verworfen wurde. Dies ermöglicht es,
eine APS-Steuerung zu realisieren.
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Nun
wird eine Geräteduplexsteuerung
beschrieben werden. Mit dem obigen APS wird ein Paket in der Eingangsstufe
eines Leitungsschnittstellenabschnitts verworfen. Mit einer Geräteduplexsteuerung
wird jedoch ein Paket in der Eingangsstufe des Vermittlungsgerätes 2 verworfen
werden.
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4 ist
eine Ansicht, die eine Geräteduplexsteuerung
zeigt. Leitungsschnittstellenabschnitte 101-1 bis 101-m und 102-1 bis 102-m sind
in Working bzw. Protection auf der Eingangsseite des Vermittlungsgerätes 2 angeordnet.
Leitungsschnittstellenabschnitte 301-1 bis 301-m und 302-1 bis 302-m sind
in Working bzw. Protection auf der Ausgangsseite des Vermittlungsgerätes 2 angeordnet.
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Pakete
von Leitungen unter der Steuerung von Protection werden in der Eingangsstufe
des Vermittlungsgerätes 2 verworfen.
Pakete nur von Leitungen unter der Steuerung von Working werden
an das Vermittlungsgerät 2 eingegeben.
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Dann
werden Selbstrouten und das Kopieren eines Paketes in dem Vermittlungsgerät 2 durchgeführt, und
Pakete werden von den Leitungsschnittstellenabschnitten 301-1 bis 301-m in
Working und von den Leitungsschnittstellenabschnitten 302-1 bis 302-m in
Protection ausgegeben.
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Nun
wird eine durch das Vermittlungsgerät 2 realisierte Steuerung
durch Schnüffeln
bzw. Überwachen
eines ausgehenden Ports (SNOP-Steuerung) beschrieben werden. SNOP
ist die Funktion zum Ausgeben von Paketen nicht nur an eine gewöhnliche
Ausgangsroute, sondern auch an eine Route zu einer Testeinheit nach
Verarbeiten durch einen gemeinsamen Steuerabschnitt. Diese SNOP-Steuerung
wird es ermöglichen,
die betriebsfähige
Beschaffenheit einer Einheit in Betrieb zu erfassen.
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5 ist
eine SNOP zeigende Ansicht. Leitungsschnittstellenabschnitte 103-1 bis 103-n sind auf
der Eingangsroutenseite des Vermittlungsgerätes 2 angeordnet,
und Leitungsschnittstellenabschnitte 303-1 bis 303-n sind
auf der Ausgangsroutenseite des Vermittlungsgerätes 2 angeordnet.
Der Ausgang eines Leitungsschnittstellenabschnitts 304 ist
mit einer Testeinheit 310 verbunden.
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Unter
dieser Struktur werden Pakete von sämtlichen N Eingangsrouten an
das Vermittlungsgerät 2 eingegeben,
und Selbstrouten und das Kopieren des Paketes werden dort durchgeführt. Dann
werden Pakete von den Leitungsschnittstellenabschnitten 303-1 bis 303-n an
N Ausgangsrouten ausgegeben. Zusätzlich
wird ein kopiertes Paket an die Testeinheit 310 über den
Leitungsschnittstellenabschnitt 304 gesendet.
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Wie
oben beschrieben, enthält
das Vermittlungsgerät 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung die N×N-Matrixvermittlung 21 und
Paketkopierabschnitt 20 und führt ein Selbstrouten und den
Prozess zum Kopieren eines Paketes durch.
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Dieses
wird den Bedarf zum Bereitstellen einer umfangreichen Warteschlange
oder Routing-Tabelle selbst in dem Fall einsparen, dass viele Leitungen
untergebracht sind, was in einer kleineren Hardwaremenge und einem
Hochgeschwindigkeitsrouten für
eine Großkapazität resultiert.
Weiterhin wird die Struktur des Vermittlungsgerätes 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung es ermöglichen,
eine APS-Steuerung, eine Geräteduplexsteuerung
und eine SNOP-Steuerung einfach zu realisieren.
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Wie
in dem Vorhergehenden beschrieben worden ist, umfasst ein Vermittlungsgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Matrixvermittlung zum Durchführen eines Selbstroutens hinsichtlich
eines Paketes auf der Grundlage einer Kennzeichnung einschließlich einer
Ausgangsrouteninformation und N-zu-Eins-Auswählern, angeordnet, um N Ausgangsports
der Matrixvermittlung zu entsprechen. Dieses ermöglicht ein Hochgeschwindigkeitsrouten für eine große Kapazität ohne eine
umfangreiche Routing-Tabelle usw.
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Das
Vorhergehende wird als nur die Prinzipien der vorliegenden Erfindung
veranschaulichend betrachtet. Da zahlreiche Modifizierungen und Änderungen
dem Fachmann leichtfertig einfallen werden, ist es nicht gewünscht, die
Erfindung auf die gezeigte und beschriebene exakte Konstruktion
und Anwendungen zu beschränken,
und demgemäß können sämtliche
geeignete Modifizierungen und Äquivalente
so betrachtet werden, dass sie in den Schutzbereich der Erfindung,
wie in den angefügten
Ansprüchen
definiert, fallen.