ES2221283T3 - Dispositivo de conmutacion con esquema de colas multietapas. - Google Patents
Dispositivo de conmutacion con esquema de colas multietapas.Info
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Abstract
En dispositivo de conmutación, un procedimiento para comunicar paquetes del datos desde los puertos emisores a los puertos de destino incluye el almacenamiento en una primera cola de etapa los datos relativos a paquete de un puerto emisor; determinación a partir de los datos relativos a paquete que los puertos de destino vayan a recibir los datos relativos a paquete en la primera cola de etapa; almacenamiento en una segunda cola de etapa asociada con cada puerto de destino determinado los datos relativos a paquete de la primera cola de etapa; y uso de los datos relativos a paquete en la segunda cola de etapa para completar la comunicación del paquete del datos desde el puerto emisor a cada puerto de destino determinado. El aparato para practicar el procedimiento comprende una primera cola de etapa que almacena los datos relativos a paquete de un puerto emisor; y una segunda cola de etapa asociada con cada uno de un conjunto de puertos de destino que almacenan los datos relativos a paquete de la primera cola de etapa.
Description
Dispositivo de conmutación con esquema de colas
multietapas.
La presente invención se refiere a un método para
transferir paquetes de datos desde puertos de origen a puertos de
destino de un dispositivo de conmutación, que comprende los pasos
de: almacenar en una cola de una primera etapa información de
control asociada a los paquetes procedente de un puerto de origen;
determinar, a partir de la información de control asociada a los
paquetes, qué puertos de destino deben recibir la información de
control asociada a los paquetes que se encuentra en la cola de la
primera etapa; almacenar en una cola de una segunda etapa asociada
con cada puerto de destino determinado la información de control
asociada a los paquetes procedente de la cola de la primera etapa; y
utilizar la información de control asociada a los paquetes de esta
cola de la segunda etapa para completar la transmisión de los
paquetes de datos desde el puerto de origen a cada puerto de destino
determinado.
Además, la presente invención se refiere a un
aparato para transferir paquetes de datos desde puertos de origen a
puertos de destino de un dispositivo de conmutación, que comprende
medios para almacenar en una cola de una primera etapa información
de control asociada a los paquetes procedente de un puerto de
origen; medios para determinar, a partir de la información de
control asociada a los paquetes, qué puertos de destino deben
recibir la información de control asociada a los paquetes que se
encuentra en la cola de la primera etapa; medios para almacenar en
una cola de una segunda etapa asociada con cada puerto de destino
determinado la información de control asociada a los paquetes
procedente de la cola de la primera etapa; y medios para utilizar la
información de control asociada a los paquetes que se encuentra en
esta cola de la segunda etapa para completar la transmisión de los
paquetes de datos desde el puerto de origen a cada puerto de destino
determinado.
Un método y un aparato de este tipo se conocen
por el documento de patente US 5.361.255.
Esta invención se refiere en general a
dispositivos de conmutación de red. Más en concreto, esta invención
se refiere a un método y a medios para transferir paquetes de datos
a través de un dispositivo de conmutación.
Una red de área local (LAN) es un sistema para
conectar directamente varios ordenadores de forma que puedan
intercambiar directamente información entre ellos. Las LAN se
consideran locales porque están diseñadas para conectar ordenadores
en una superficie pequeña, tal como una oficina, un edificio, o un
pequeño campus. Las LAN se consideran sistemas porque están formadas
por varios componentes, tales como cables, repetidores,
conmutadores, routers, interfaces de red, nodos (por ejemplo
ordenadores) y protocolos de comunicaciones. Ethernet es uno de
dichos protocolos. La información se transfiere a través de una LAN
en tramas transportadas dentro de paquetes de datos. (Los términos
"trama" y "paquete de datos", aunque son técnicamente
diferentes, se utilizan a menudo indistintamente para describir los
datos que llevan la información).
Un conmutador de una LAN (o, más en general, un
conmutador de paquetes) se define, de forma general, como un
dispositivo multipuerto que transfiere datos entre sus diferentes
puertos en base a las direcciones de destino y/u otras informaciones
que se encuentran en los paquetes individuales que recibe. Los
conmutadores pueden utilizarse para segmentar las LAN, para conectar
LAN diferentes, o para extender el diámetro de colisión de las LAN.
Los conmutadores son de especial importancia en las LAN basadas en
el protocolo Ethernet debido a su capacidad para aumentar el
diámetro de la red. Información básica adicional sobre conmutadores
de paquetes puede encontrarse en una serie de referencias tales como
Fast Ethernet (1997) de L. Quinn et al.; Computer
Networks (3ª edición, 1996) de A. Tannenbaum; y
High-Speed Networking with LAN Switches
(1997) de G. Held, todas las cuales se incorporan aquí al estar
referenciadas.
Los conmutadores de paquetes transportan, en
general, tres tipos de tráfico: punto a punto, punto a multipunto y
de difusión. El tráfico punto a punto consiste en paquetes que
viajan desde un puerto de entrada o de origen a un único puerto de
destino o de salida. El tráfico punto a multipunto consiste en
paquetes que viajan desde un puerto de origen a muchos puertos de
destino de acuerdo con una lista de destinos contenida en el
paquete. El tráfico de difusión es un caso especial de tráfico punto
a multipunto en el que la lista de destinos abarca todos los puertos
de destino, y como tal los temas que tienen que ver con el tráfico
punto a multipunto se aplican igualmente al tráfico de difusión.
El tráfico punto a multipunto plantea un problema
para los conmutadores de paquetes porque los paquetes punto a
multipunto deben copiarse dentro del conmutador de paquetes. Esta
copia puede hacer que los conmutadores de paquetes se retrasen en la
transmisión de las tramas que siguen a la trama punto a multipunto,
debido al tiempo necesario para realizar la copia. Este tiempo de
copia es especialmente claro en arquitecturas de conmutadores de
barras cruzadas que requieren un acceso sin impedimentos desde el
puerto de origen hasta el puerto de destino para programar la
transmisión, ya que el puerto de origen debe esperar a que se
complete otro tráfico destinado al puerto de destino. Las
arquitecturas de conmutadores de memoria compartida no sufren este
problema ya que todos los puertos tienen acceso a la memoria del
conmutador independientemente de los demás. En los conmutadores de
memoria compartida, un paquete se almacena en una memoria central y
el puerto de origen toma una decisión de reenvío que notifica a los
puertos de destino la ubicación del paquete a trasmitir. Cada puerto
de destino puede sacar un paquete punto a multipunto de su posición
de almacenamiento independientemente de los otros puertos. Sin
embargo, en los conmutadores con memoria compartida la respuesta de
los puertos de destino a la decisión de reenvío puede llevar tiempo
en el caso, por ejemplo, de que se trate de un paquete punto a
multipunto. Cada uno de los puertos de destino de la lista de
destinos debe pedir el paquete a la memoria compartida. El tiempo
requerido para ello retarda las decisiones adicionales de reenvío y
puede producir congestión en el puerto de origen si se recibe en el
mismo tráfico adicional mientras los puertos de destino completan
sus peticiones.
La congestión en los conmutadores de paquetes se
puede producir de diversas formas. En los casos en que exista más de
un puerto transmitiendo a un único puerto de destino, puede
producirse cogestión en el puerto de destino y se dice que el puerto
está sobresuscrito. El cociente entre la velocidad a la que se
genera tráfico en los puertos de origen y la velocidad a la que
puede transmitir el puerto de destino recibe el nombre de ratio de
sobresuscripción. Desadaptaciones de velocidad entre los medios de
la red de origen y los medios de la red de destino pueden producir
también cogestión (otro caso de sobresuscripción). Por ejemplo, si
el tráfico viaja desde el puerto 0 al puerto 1 en un conmutador y el
puerto 0 funciona a 100 Mbit/s y el puerto 1 funciona a 10 Mbit/s,
el tráfico puede fácilmente demorarse esperando salir por el puerto
1. La conformación del tráfico puede causar también congestión. Éste
es un proceso en el que el puerto de destino se limita
intencionadamente a una velocidad de transmisión inferior a la que
es capaz por motivos de ingeniería de tráfico.
El tráfico en una red de paquetes normal no
permite un estado permanente de sobresuscripción. Ningún equipo de
conmutación de red puede almacenar infinitos datos, de forma que las
condiciones de sobresuscripción en puertos están limitadas por las
capacidades de almacenamiento de los equipos de la red. Sin embargo,
es también un comportamiento normal de red el tener picos durante
periodos cortos de tiempo durante los que los puertos de la red
estén sobresuscritos por una cualquiera o por todas las razones
indicadas previamente. Equipos de conmutación con un número elevado
de puertos crean la oportunidad de ratios de sobresuscripción
elevados durantes estos picos del tráfico normal.
Las estaciones terminales (tales como un nodo
dentro de una LAN) se comunican en una red de paquetes mediante el
establecimiento de un canal que recibe el nombre de sesión. Esta
sesión tiene características que permanecen constantes durante la
conversación entre las estaciones terminales. Por ejemplo, si la
estación A habla con la estación B a través de la red de paquetes
para transferir un fichero, cuando A envía paquetes todos ellos se
marcan con la dirección de red de B como destino y con la dirección
de red de A como origen. Otras informaciones contenidas en los
paquetes enviados entre A y B permanecerán también, en general,
constantes para una sesión dada -prioridad, VLAN, protocolo de red,
etc. Cada estación de una red de paquetes puede ejecutar múltiples
sesiones con la misma o con distintas estaciones de destino. En
general, los paquetes dentro de estas sesiones deben llegar en
secuencia a su destino -es decir, el equipo de red no debe
reordenarlos.
Cuando un paquete de una sesión dada entra en un
conmutador de paquetes, el conmutador debe evaluar una serie de
campos del paquete y tomar una decisión de reenvío (¿hacia dónde va
el paquete?). Tras tomar una decisión de reenvío, los conmutadores
de paquetes con cola de salida deben colocar los paquetes punto a
multipunto en más de una cola de transmisión (siendo una cola un
almacenamiento del tipo primero en entrar/primero en salir). A
medida que aumentan las velocidades de los medios de la red,
disminuye el intervalo de tiempo asignado para realizar estas
operaciones de encolamiento. La congestión del puerto de salida
agrava este tema. Ratios de sobresuscripción elevados que resultan
del funcionamiento normal de la red de paquetes fuerzan a los
mecanismos de encolamiento de salida a encolar paquetes procedentes
simultáneamente de muchas fuentes para mantener un funcionamiento
previsible. Cuanto más trabajo realice el mecanismo de encolamiento
para manejar la congestión, más difícil es que realice la copia de
paquetes punto a multipunto.
Un objetivo de esta invención es, en general, el
proporcionar un método y medios para mejorar la transferencia de
paquetes, tales como paquetes punto a multipunto, a través de un
dispositivo de conmutación.
En concreto, el problema objetivo que subyace en
la presente invención es reducir la carga de anchura de banda en el
encolamiento de paquetes punto a multipunto durante los intervalos
congestionados mientras se mantiene la consistencia del servicio de
la sesión (ordenación de los paquetes).
Este objetivo se consigue mediante un método como
el mencionado al principio, en el que la cola de la primera etapa
incluye múltiples primeras colas, y el paso de almacenamiento de la
información de control en la cola de la primera etapa comprende el
almacenamiento de la información de control en una primera cola
específica en base a una característica del paquete, y cada cola de
la segunda etapa incluye múltiples segundas colas, y el paso de
almacenamiento de la información de control en la cola de la segunda
etapa comprende el almacenamiento de la información de control en
una segunda cola específica en base a una característica del
paquete.
Además, este objetivo se consigue por medio de un
aparato como el mencionado al principio, en el que los medios de
almacenamiento en una cola de la primera etapa de la información de
control asociada a los paquetes incluye múltiples primeras colas, y
cada cola de la segunda etapa incluye múltiples segundas colas que
almacenan la información de control en una segunda cola específica
en base a una característica del paquete.
Estos y otros aspectos, características y
ventajas de la invención se describen a continuación en una
realización a título de ejemplo en unión con los dibujos
adjuntos.
La figura 1 es un diagrama general de bloques de
un conmutador de paquetes de acuerdo con la invención.
La figura 2 es un diagrama de bloques de un
dispositivo de encolamiento situado dentro del conmutador de
paquetes de la figura 1.
A medida que los paquetes de una sesión viajan a
través de la red de paquetes pueden tomar diferentes caminos hacia
el mismo destino en base a los contenidos de los campos de
información de control de sus paquetes. Por ejemplo, una sesión de
una videoconferencia entre la estación A y la estación B puede ser
marcada con prioridad 7, VLAN 5, mientras que una sesión de
e-mail entre las dos mismas estaciones puede ser
marcada con prioridad 3, VLAN 12, incluso aunque las sesiones tengan
el mismo origen y destino. Como resultado de estas diferencias en
las sesiones, los paquetes en los trenes de datos pueden tomar
físicamente rutas diferentes a través de la red. Las sesiones pueden
también tomar la misma ruta a través de la red, pero ser servidas de
forma diferente por el equipo de la red -un paquete procedente de
una sesión puede entrar en un conmutador después que un paquete
procedente de otra sesión y, sin embargo, salir antes como resultado
de pertenecer a un servicio con mayor prioridad.
Los conmutadores de red pueden examinar estos
campos de información de control de cada paquete para clasificarlo.
Esta invención se aprovecha de la clasificación de los paquetes para
reducir la carga de anchura de banda del encolamiento de los
paquetes punto a multipunto durante los intervalos de congestión.
Esto se lleva a cabo mediante la identificación de clasificaciones
(características) de los paquetes que son independientes de si un
paquete es punto a punto o punto a multipunto. Al hacer esto, el
encolamiento puede descomponerse en etapas de forma que la primera
etapa sólo trate con una amplia gama de tipos de paquetes (y
potencialmente de sesiones) que están destinadas a cualquier puerto
de un grupo de puertos. Etapas adicionales pueden entonces atender
estas colas de la forma adecuada y realizar encolamientos
adicionales para los paquetes punto a multipunto mediante la copia
del paquete para cada puerto de destino. La copia de los paquetes
punto a multipunto sigue produciéndose dentro del conmutador, pero
no es necesario que se produzca inmediatamente ya que la primera
etapa de colas actúa como una memoria intermedia para las etapas
posteriores. Esto permite la absorción de las condiciones de
sobresuscripción normales que aparecen esporádicamente mientras se
mantiene la consistencia del servicio a la sesión (ordenación de los
paquetes).
Un ejemplo de esta invención es un esquema de
encolamiento en dos etapas en el que la primera etapa encola
paquetes en base solamente a su prioridad. Todas las sesiones con
una prioridad dada reciben el mismo peso en la cola de la primera
etapa. Nótese que esto incluye sesiones punto a punto y punto a
multipunto. Todos los paquetes de una sesión se colocan en una misma
cola, manteniendo de este modo las exigencias de ordenación de los
paquetes. Una cola de la segunda etapa atiende o vacía las colas de
prioridad en colas de puertos, expandiendo los paquetes punto a
multipunto a múltiples colas, si es necesario. Puesto que a las
colas de la primera etapa no se las exige que expandan los paquetes
punto a multipunto a los múltiples puertos de destino, se necesitan
menos operaciones de encolamiento para encolar los paquetes hacia
sus destinos en la primera etapa. La copia de los paquetes punto a
multipunto se controla por los mecanismos de encolamiento en las
colas de la segunda etapa. Esto permite que sean utilizados
eficazmente más puertos en condiciones de red sobresuscritas
normales que aparecen esporádicamente debido a desadaptaciones de
velocidad, conformación del tráfico, sobresuscripción y densidad de
puertos. Esto es cada vez más importante a medida que las
velocidades de los medios de la red alcanzan el orden de Gbit/s e
incluso más.
El funcionamiento de la realización a título de
ejemplo es tal que el mecanismo de encolamiento en colas multietapa
es invisible excepto durante intervalos congestionados en puertos
que reciben tráfico punto a multipunto. Es decir, es transparente
durante el funcionamiento normal y funciona como una mejora del
rendimiento durante los picos de utilización.
Obsérvese que esta invención no está limitada al
uso de la prioridad como criterio para el encolamiento en la primera
etapa. Esta es una característica arbitraria de la sesión que se
eligió como una regla de clasificación, que podría haber sido con la
misma facilidad el tipo de protocolo de la red o el tipo de
servicio. Obsérvese también que esta invención no está limitada a
los dispositivos de encolamiento de salida, y puede tener
aplicaciones en conmutadores de paquetes con encolamiento de
entrada. Esta invención tampoco está limitada a una estructura de
encolamiento en dos etapas.
La figura 1 es un diagrama de bloques de una
parte de un dispositivo de conmutación 18 de acuerdo con la
invención. El dispositivo de conmutación incluye un cierto número de
puertos bidireccionales 20 (numerados individualmente como puertos 1
al 10) cada uno de los cuales incluye un control de acceso al medio
(MAC, media access control) y una lógica de decisión de reenvío 22.
Para los fines de esta descripción, un puerto que adquiere un
paquete de datos de una entidad externa tal como una red, un nodo,
una estación, etc., por ejemplo, y reenvía el paquete internamente a
otro puerto se le conoce como un puerto de entrada o de origen. Un
puerto que recibe un paquete de datos internamente y transmite el
paquete de datos a una entidad externa se le conoce como un puerto
de salida o de destino. Dentro del conmutador 18 se muestra también
un elemento de conmutación 24 y un dispositivo de encolamiento 26.
Otras partes del dispositivo de conmutación, que pueden ser
convencionales, no se muestran y no se describen porque no están
relacionadas con la invención.
El MAC y la lógica de decisión de reenvío 22
dentro de cada puerto pueden ser de diseño convencional. A través de
ellos un puerto de origen adquiere un paquete de datos y lo reenvía
a uno o más puertos de destino. El proceso para transferir la
decisión de reenvío lo lleva a cabo la lógica de decisión de reenvío
en base a los destinos listados en el paquete de datos. La lógica de
decisión de reenvío 22 envía al dispositivo de encolamiento
información (información de control asociada al paquete) tal como un
puntero hacia la posición en donde se almacena el paquete en el
elemento de conmutación (si el elemento es una memoria compartida),
el tipo de paquete (prioridad, etc.) y a qué puertos debe
transferirse el paquete (un puerto para un paquete punto a punto,
varios puertos para un paquete punto a multipunto, y a todos los
puertos excepto el de origen para un paquete de difusión). La lógica
de decisión de reenvío almacena también el paquete de datos en el
elemento de conmutación 24 en la posición indicada por el
puntero.
El elemento de conmutación 24 en la realización a
título de ejemplo es una memoria compartida que almacena el paquete
completo de datos y de la que los puertos de destino pueden obtener
una copia. Sin embargo, la invención no está limitada a
arquitecturas de memoria compartida. El elemento de conmutación
puede tener otras arquitecturas, tal como una matriz de barras
cruzadas.
El dispositivo de encolamiento 26, que recibe la
información de control de la lógica de decisión de reenvío 22, se
muestra con mayor detalle en la figura 2. El dispositivo 26 incluye
una lógica de detección de características 30, una cola 32 de una
primera etapa unida a la salida de la lógica de detección, una
lógica de determinación 34 de pertenencia al puerto unida a la
salida de la cola de la primera etapa, y una cola 36 de una segunda
etapa conectada a la salida de la lógica de determinación.
La lógica de detección de características 30
detecta de la información de control asociada a los paquetes una
característica del paquete (por ejemplo, la prioridad) y determina
también de una lista de destinos qué puertos deben recuperar el
paquete. La lista de destinos en la realización a título de ejemplo
está codificada en la información de control asociada a los paquetes
en forma numérica, y es utilizada por la lógica 30 para localizar en
una tabla de consulta el grupo de puertos asociados. Para indicar
los puertos de destino se pueden utilizar también otros medios, tal
como indicar directamente los números de los puertos directamente
dentro de la información de control asociada a los paquetes.
La cola 32 de la primera etapa almacena la
información de control asociada a los paquetes de acuerdo con una
característica de los paquetes. En la realización a título de
ejemplo, esta característica es la prioridad del paquete (de uno a
ocho niveles). Por consiguiente, la cola de la primera etapa incluye
múltiples primeras colas, almacenando cada una de ellas información
de control asociada al paquete (puntero más grupo de puertos) para
los paquetes de un nivel de prioridad diferente en el orden en el
que se reciben.
La lógica 34 de determinación de puertos lee la
cola de la primera etapa de acuerdo con un esquema de servicio y
determina, a partir de la información de control asociada con el
paquete, qué puertos de destino deben recibir la información de
control asociada a los paquetes contenida en la primera etapa. La
lógica 34 almacena entonces los punteros en la parte apropiada de la
cola 36 de la segunda etapa.
La cola 36 de la segunda etapa en la realización
a título de ejemplo incluye para cada puerto conectado al
dispositivo de encolamiento un conjunto de colas que se corresponde
con la cola de la primera etapa. Por ejemplo, la cola de la primera
etapa incluye ocho colas de prioridad, y la cola de la segunda etapa
incluye para cada uno de sus puertos conectados un conjunto
correspondiente de ocho colas de prioridad. Con esta disposición,
los punteros en cada cola de la cola de la primera etapa pueden
copiarse fácilmente en una cola correspondiente en la cola de la
segunda etapa para cada puerto de destino determinado.
El dispositivo de encolamiento incluye también
una lógica convencional (no mostrada en la figura 2 por motivos de
claridad) para pedir paquetes al elemento de conmutación 24
(petición de paquete) y para reenviar paquetes desde el elemento de
conmutación a los puertos de destino (paquete transmitido). Esta
lógica convencional se incluye en el dispositivo de encolamiento en
la realización a título de ejemplo como una elección de
implementación. Sin embargo, si se desea, la lógica podría
igualmente estar separada del dispositivo de encolamiento.
Un paquete de datos transferido desde un puerto
de origen del conmutador 18 a uno o más puertos de destino viaja a
través del dispositivo de conmutación de la siguiente manera. Un
paquete de datos que se recibe en un puerto es procesado por su MAC,
que genera una trama adecuadamente formada a partir de la interfaz
física de la LAN. El MAC presenta el paquete a la lógica de decisión
de reenvío 22 que clasifica el tipo de paquete y toma una decisión
de reenvío de a qué puertos debe reenviarse el paquete a partir de
una lista de destinos contenida dentro del paquete. La lógica de
decisión de reenvío 22 transfiere el paquete a una posición del
elemento de conmutación (memoria compartida en la realización a
título de ejemplo). La lógica de decisión de reenvío 22 genera
también la información de control asociada al paquete que incluye el
tipo de paquete, un puntero hacia la posición en la memoria
compartida en donde está almacenado el paquete y la decisión de
reenvío, y envía estos datos al dispositivo de encolamiento 26.
El dispositivo de encolamiento recibe la
información de control asociada al paquete en la lógica de detección
30 y la almacena en la cola 32 de la primera etapa. En el proceso de
almacenamiento de los datos en la cola de la primera etapa, la
lógica determina para cuál o cuáles de los puertos de datos el
paquete debería encolarse. Después, la lógica almacena la
información del puntero y del puerto de destino en una cola adecuada
dentro de la cola de la primera etapa. En la realización a título de
ejemplo, los datos se almacenan en una cola en base a la prioridad
del paquete; para determinar dónde se almacenarán los datos también
pueden utilizarse otras características de un paquete.
El dispositivo de encolamiento, a través de la
lógica de determinación 34, obtiene entonces información de las
múltiples colas de la cola de la primera etapa de acuerdo con un
esquema para leer las colas, tal como un esquema de servicio de
prioridad en el que la característica es la prioridad. La lógica de
determinación 34 determina, a partir de la información de control
asociada a los paquetes que acaba de obtener, cuál o cuáles de los
puertos de destino debe(n) recibir el(los)
puntero(s) y transfiere los punteros a una posición adecuada
en la cola 36 de la segunda etapa asociada con cada uno de los
puertos de destino determinados. En la realización a título de
ejemplo, la cola de la segunda etapa incluye múltiples colas para
cada puerto que se corresponden con las múltiples colas de la cola
de la primera etapa. En esta realización, con la prioridad como
característica de los paquetes, la lógica 36 transfiere los punteros
a la cola de prioridad de cada puerto que se corresponde con la cola
de prioridad para el puntero en la cola de la primera etapa.
El dispositivo de encolamiento utiliza entonces
la información de control de la cola de la segunda etapa para
completar la transferencia del paquete de datos desde el puerto de
origen a cada uno de los puertos de destino determinados. Al tratar
la cola de la segunda etapa con un esquema de servicio, el
dispositivo de encolamiento obtiene de las colas los punteros hacia
los paquetes en el elemento de conmutación 24 y pide estos paquetes
al elemento de conmutación. El elemento de conmutación responde
enviando el paquete apuntado al dispositivo de encolamiento, que lo
dirige entonces al puerto apropiado. Cuando existen múltiples
puertos de destino, como es el caso de un paquete de datos punto a
multipunto, el dispositivo de encolamiento realiza peticiones
separadas para cada puerto.
El dispositivo de encolamiento 26 se muestra en
el camino de transmisión o de salida del conmutador 18. En esta
configuración, se dice que el conmutador es un dispositivo con
"memoria intermedia en la transmisión" o con "memoria
intermedia en la salida". Para arquitecturas diferentes del
conmutador, como la de barras cruzadas, el dispositivo de
encolamiento puede residir en el lado entrante del conmutador, pero
la invención puede aún aplicarse. En esta aplicación, se la
denominaría como con "memoria intermedia de entrada", ya que
las colas se almacenan en los puertos de origen del dispositivo de
conmutación.
Una vez comprendidos los principios de la
invención a partir de las realizaciones de la invención aquí
mostradas y descritas, los expertos en la materia reconocerán que
las realizaciones pueden modificarse en disposición y en detalles
sin salirse de dichos principios. La construcción de los diversos
módulos puede variarse mientras se sigan proporcionando las
funciones descritas. Los elementos de los diferentes módulos pueden
implementarse mediante hardware, software o firmware, como se desee.
Las informaciones de control asociadas a los paquetes pueden ser
punteros, otras estructuras o los propios paquetes de datos. La
invención puede usarse en cualquier dispositivo de conmutación de
paquetes donde sea apropiada, tal como un conmutador de una LAN, un
router, etc.
A la vista de las numerosas realizaciones
posibles en las que pueden aplicarse los principios de la invención,
debe entenderse que estas realizaciones se muestran solamente a
título de ejemplo y no deben tomarse como una limitación en el
alcance de la invención. Por el contrario, la invención se define
por las siguientes reivindicaciones. Por consiguiente, reivindicamos
como parte de la invención todas las realizaciones que pueden caer
dentro del alcance de estas reivindicaciones y de sus
equivalentes.
Claims (18)
1. Un método de transferencia de paquetes de
datos desde puertos de origen (20) a puertos de destino (20) de un
dispositivo de conmutación (18), que comprende los pasos de:
almacenar en una cola (32) de una primera etapa
información de control asociada a los paquetes procedente de un
puerto de origen (20);
determinar, a partir de la información de control
asociada a los paquetes, qué puertos de destino (20) deben recibir
la información de control asociada a los paquetes que se encuentra
en la cola (32) de la primera etapa;
almacenar en una cola (36) de una segunda etapa
asociada con cada puerto de destino (20) determinado la información
de control asociada a los paquetes procedente de la cola (32) de la
primera etapa; y
utilizar la información de control asociada a los
paquetes que se encuentra en la cola (36) de la segunda etapa para
completar la transferencia de los paquetes de datos desde el puerto
de origen (20) a cada puerto de destino (20) determinado,
caracterizado porque la cola (32) de la primera etapa incluye
múltiples primeras colas, y el paso de almacenamiento de la
información de control en la cola (32) de la primera etapa comprende
el almacenamiento de la información de control en una primera cola
específica en base a una característica del paquete; y porque cada
cola (36) de la segunda etapa incluye múltiples segundas colas, y el
paso de almacenamiento de la información de control en la cola (36)
de la segunda etapa comprende el almacenamiento de la información de
control en una segunda cola específica en base a una característica
del paquete.
2. El método de la reivindicación 1 en el que la
información de control asociada a los paquetes es un puntero hacia
una memoria y una lista de los puertos de destino (20).
3. El método de la reivindicación 1 incluyendo el
envío de la información de control asociada a los paquetes desde el
puerto de origen (20) a la cola (32) de la primera etapa.
4. El método de la reivindicación 1 en el que la
característica del paquete es la prioridad.
5. El método de la reivindicación 1 en el que la
característica del paquete es el tipo de protocolo de red.
6. El método de la reivindicación 1 en el que la
característica del paquete es el tipo de servicio.
7. El método de la reivindicación 1 en el que la
característica del paquete es si el paquete es del tipo punto a
punto o del tipo punto a multipunto.
8. El método de la reivindicación 1 en el que la
información de control asociada a los paquetes es un paquete de
datos.
9. El método de la reivindicación 1 en el que el
dispositivo de conmutación (18) utiliza una memoria compartida para
transferir paquetes de datos de puertos de origen (20) a puertos de
destino (20), y el paso de utilizar la información de control
asociada a los paquetes en la cola (36) de la segunda etapa para
completar la transferencia del paquete de datos desde el puerto de
origen (20) a cada puerto de destino (20) determinado comprende la
utilización de la información de control para obtener una copia del
paquete de datos de la memoria compartida.
10. El método de la reivindicación 1 en el que el
dispositivo de conmutación (18) utiliza una matriz de barras
cruzadas para transferir paquetes de datos de puertos de origen (20)
a puertos de destino (20), y el paso de utilizar la información de
control asociada a los paquetes en la cola (36) de la segunda etapa
para completar la transferencia del paquete de datos desde el puerto
de origen (20) a cada puerto de destino (20) determinado comprende
la utilización de la información de control para establecer
conexiones en la matriz de forma que se transfiera simultáneamente
una copia del paquete de datos desde el puerto de origen (20) a cada
uno de los puertos de destino (20) determinados.
11. Un aparato para la transferencia de paquetes
de datos desde puertos de origen (20) a puertos de destino (20) de
un dispositivo de conmutación, que comprende:
medios para almacenar en una cola (32) de una
primera etapa información de control asociada a los paquetes
procedente de un puerto de origen (20);
medios para determinar, a partir de la
información de control asociada a los paquetes, qué puertos de
destino (20) deben recibir la información de control asociada a los
paquetes que se encuentra en la cola (32) de la primera etapa;
medios para almacenar en una cola (36) de una
segunda etapa asociada con cada puerto de destino (20) determinado
la información de control asociada a los paquetes procedente de la
cola (32) de la primera etapa; y
medios para utilizar la información de control
asociada a los paquetes que se encuentra en la cola (36) de la
segunda etapa para completar la transferencia de los paquetes de
datos desde el puerto de origen (20) a cada puerto de destino (20)
determinado, caracterizado porque los medios para almacenar
en una cola (32) de la primera etapa información de control asociada
a los paquetes incluyen múltiples primeras colas que almacenan la
información de control en una cola específica en base a una
característica del paquete; y porque cada cola (36) de la segunda
etapa incluye múltiples segundas colas que almacenan la información
de control en una segunda cola específica en base a una
característica del paquete.
12. El aparato de la reivindicación 11 que
incluye medios (30) para determinar, a partir de la información de
control asociada a los paquetes, qué puertos de destino (20) deben
recibir la información de control asociada a los paquetes que se
encuentra en la cola (32) de la primera etapa.
13. El aparato de la reivindicación 12 que
incluye medios para utilizar la información de control asociada a
los paquetes que se encuentra en la cola (36) de la segunda etapa
para completar la transferencia de los paquetes de datos desde el
puerto de origen (20) a cada puerto de destino (20) determinado.
14. El aparato de la reivindicación 11 que
incluye una lógica de resolución de direcciones que envía la
información de control asociada a los paquetes desde el puerto de
origen (20) a la cola (32) de la primera etapa.
15. El aparato de la reivindicación 11 en el que
la cola (32) de la primera etapa incluye múltiples primeras colas,
almacenándose la información de control en una primera cola
específica en base a una característica del paquete.
16. El aparato de la reivindicación 11 en el que
cada cola (36) de la segunda etapa incluye múltiples segundas colas,
almacenándose la información de control en una segunda cola
específica en base a una característica del paquete.
17. El aparato de la reivindicación 11 en el que
el dispositivo de conmutación (18) utiliza una memoria compartida
para transferir paquetes de datos de puertos de origen (20) a
puertos de destino (20).
18. El aparato de la reivindicación 11 en el que
el dispositivo de conmutación utiliza una matriz de barras cruzadas
para transferir paquetes de datos de puertos de origen (20) a
puertos de destino (20).
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