FR2571565A1 - Procede et dispositif de selection d'un bit d'adresse dans un reseau de commutation de paquets - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES DE COMMUTATION DE PAQUETS. UN RESEAU DE COMMUTATION DE PAQUETS 100 COMPREND UN ENSEMBLE DE NOEUDS DE COMMUTATION 110, APPARTENANT CHACUN A UN ETAGE 101, 102, 103 DU RESEAU. CHAQUE NOEUD D'UN ETAGE EST CONNECTE A UN BUS D'ETAGE 220-1 QUI INDIQUE AU NOEUD LE RANG DE L'ETAGE AUQUEL IL APPARTIENT. CHAQUE NOEUD COMPREND UN CIRCUIT QUI REAGIT A L'INFORMATION ACHEMINEE PAR LE BUS D'ETAGE ASSOCIE EN SELECTIONNANT LE BIT DONT LE RANG CORRESPOND AU RANG DE L'ETAGE, DANS LA ZONE DE DESTINATION D'UN PAQUET RECU, EN TANT QUE BIT A UTILISER POUR ACHEMINER LE PAQUET DANS LE NOEUD CONSIDERE. APPLICATION AUX RESEAUX DE TRANSMISSION DE DONNEES.

Description

La présente invention concerne un réseau de com-

mutation de paquets à étages multiples destiné à la commu-

tation de paquets comprenant chacun un ensemble d'éléments d'adresse correspondant à l'ensemble d'étages du réseau, le réseau comprenant un ensemble de noeuds de commutation

et chaque noeud faisant partie d'un étage.

Un système de télécommunication à commutation de

paquets comprend un ensemble de dispositifs en communica-

tion, tels que des ordinateurs, des terminaux, des postes téléphoniques ou des modems (qu'on appelle des éléments hôtes), qui sont interconnectés pour la communication par un ensemble de réseaux de commutation. La connexion des éléments hôtes aux réseaux de commutation, et des réseaux de commutation entre eux, s'effectue couramment au moyen

de jonctions de télécommunication. Les jonctions sont con-

nectées à chaque extrémité soit à un élément hôte par une interface d'accès à un élément hôte, soit à un réseau de

commutation, par un contrôleur de jonction.

Chaque réseau de commutation comprend un ensem-

ble de noeuds de commutation interconnectés qui ont pour fonction de diriger des paquets entrant sur une jonction vers la jonction appropriée parmi un certain nombre de jonctions sortantes, en fonction de la destination de la communication que les paquets représentent. Chaque noeud de commutation est l'élément de commutation de base d'un réseau de commutation de paquets. Les noeuds sont disposés

et interconnectés de façon à former une matrice de commuta-

tion. On peut considérer que la matrice est divisée en un ensemble de colonnes qu'on appelle des étages. Les noeuds d'un réseau qui sont les premiers à commuter des paquets qui ont été reçus par le réseau forment le premier étage; les noeuds qui reçoivent des paquets provenant de noeuds du premier étage et qui sont les seconds à commuter des paquets forment le second étage; et ainsi de suite. De tels systèmes de commutation de paquets sont bien connus dans la technique. Le brevet des E.U.A. n 4 491 945

décrit un système de commutation de paquets représentatif.

La conception et les caractéristiques de noeuds

varient considérablement d'un système à un autre. Cepen-

dant, un type de noeud courant comporte deux entrées de signal et deux sorties de signal. Un paquet de signaux

arrivant à une entrée d'un noeud est généralement enregis-

tré en tampon dans le-noeud. Sur la base de l'information d'adresse acheminée par le paquet, le train de signaux de paquet est ensuite dirigé vers l'une ou l'autre des deux sorties du noeud. En particulier, chaque paquet comprend une zone d'adresse de destination qui contient l'adresse binaire de la destination du paquet. Chaque noeud dans le chemin du paquet à travers le réseau de commutation réagit à la valeur d'un bit différent parmi les bits d'adresse en commutant le paquet vers l'une ou l'autre de ses sorties, grâce à quoi le paquet est dirigé le long de son chemin. (Un noeud ayant plus de deux sorties réagirait

à un élément d'adresse comprenant plusieurs bits d'adres-

se.) Pour réaliser correctement l'acheminement de paquets, chaque noeud doit acheminer un paquet sur la

base du bit d'adresse correct. Chaque noeud doit donc con-

naître le bit d'adresse approprié auquel il doit réagir.

On a utilisé antérieurement dans ce but une technique appelée rotation d'adresse. Le principe de cette technique est le suivant: chaque noeud réagit au bit d'adresse qui occupe la position de bit de plus fort poids dans une zone d'adresse de destination d'un paquet, et il fait ensuite tourner l'adresse d'une position de bit, avant d'émettre le paquet vers le noeud suivant. Du fait de la rotation, le bit auquel le noeud a réagi devient le bit de moindre poids dans la zone de destination, et le bit auquel le noeud suivant doit réagir prend la position de bit de

plus fort poids.

Bien que cette technique permette effectivement d'appliquer le bit d'adresse approprié à chaque noeud dans

le chemin d'un paquet, elle présente certains inconvénients.

Premièrement, cette technique exige que chaque noeud com-

prenne un circuit de rotation d'adresse, qui est souvent

assez complexe et coûteux, en fonction de sa réalisation.

Secondement, la rotation d'adresse prend du temps et

ralentit donc la progression de paquets dans le réseau.

Troisièmement, si un paquet contient un code d'erreur tel qu'un code de contr8le par redondance cyclique (CRC) qui est calculé sur l'ensemble du paquet, y compris la zone d'adresse de destination, la rotation d'adresse change la valeur du code d'erreur applicable, et le code doit donc être recalculé à chaque noeud. Par conséquent, chaque noeud doit comprendre un Circuit de calcul de code d'erreur, et la progression du paquet dans le réseau est

encore ralentie davantage par le fonctionnement de ce cir-

cuit. Enfin, quatrièmement, la rotation d'adresse exige

que le système de commutation de paquets conserve en mémoi-

re au.moins deux, et couramment trois, nombres d'adresse différents pour chaque paquet. Un exemple illustrera mieux

cette situation.

On suppose qu'un réseau de commutation de paquets comporte cinq étages de commutation, et que chaque paquet

comporte une zone de destination d'une largeur d'un octet.

L'adresse physique de la destination, exprimée dans la zone d'adresse de destination du paquet, est par exemple

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"00001101", et dans cette valeur les cinq bits de droite définissent le chemin du paquet dans les cinq étages du réseau. Si on utilise une rotation d'adresse vers la droite, l'adresse physique doit être changée en une forme d'entrée, exprimée dans la zone de destination par "00010110", avant que le paquet ne soit transmis dans le réseau de commutation, de façon que la rotation fournisse à un noeud de chaque étage le bit d'adresse approprié dans la position de bit de plus fort poids, c'est-à-dire la position extrême à droite. Lorsque le paquet sortira du réseau de commutation, les cinq rotations vers la droite auront donné à l'adresse une forme de sortie exprimée par "10110000" dans la zone de destination. Comme on peut le voir, l'adresse physique, la forme d'entrée et la forme de

sortie sont toutes différentes.

Si on fait tourner des adresses vers la gauche au lieu de les faire tourner vers la droite dans le réseau, et si on considère que la position de plus fort poids est la position de bit de gauche au lieu de la position de droite, il n'y a que deux formes de l'adresse: l'adresse physique et la forme d'entrée, qui dans cet exemple est "01101000". La forme de sortie est la même que l'adresse physique.

La nécessité de suivre plusieurs nombres repré-

sentant des adresses pour chaque paquet augmente la com-

plexité du matériel et du logiciel du système. A titre

d'exemple, un contrSleur de jonction qui réalise la fonc-

tion d'interface entre une jonction et le réseau de commu-

tation doit comprendre des circuits destinés à convertir l'adresse physique d'un paquet sous la forme d'entrée,

avant d'émettre un paquet dans le réseau de commutation.

Il peut également devoir comporter des circuits destinés à convertir la forme de sortie de l'adresse en une adresse physique, avant d'émettre sur la jonction un paquet reçu à partir du réseau. De plus, la nécessité d'accomplir de telles conversions exige du contrôleur de jonction qu'il mémorise le nombre d'étages du réseau, ce qui complique

considérablement l'initialisation du contrôleur de jonc-

tion, et elle exige également d'apporter des changements au logiciel du contrôleur de jonction lorsqu'on change

la taille du réseau, en ce qui concerne le nombre d'éta-

ges. En outre, l'unité de commande centrale du réseau,

qui est chargée de sélectionner des chemins pour les commu-

nications dans le réseau, et d'établir les chemins en four-

nissant l'information d'acheminement-nécessaire à des équi-

pements tels que les contrôleurs de jonction, doit être capable d'effectuer la traduction entre les différentes adresses. Dans ce but, l'unité de commande centrale doit comporter et doit maintenir à jour un ensemble de tables de traduction d'adresse, ce qui augmente le tempssystème du processus de traitement de communications. L'utilisation de

tables de traduction d'adresse a également un effet défavo-

rable sur la croissance du réseau: si le nombre d'étages

du réseau change, des rubriques des tables d'adresses doi-

vent également changer. Ceci fait qu'il est difficile de

changer les réseaux sur les lieux d'utilisation.

En résumé, les problèmes associés à l'utilisation de la rotation d'adresse consistent dans une complexité accrue de la configuration et du fonctionnement de systèmes de communication, dans une augmentation de leur coût et une diminution de leurs performances, et dans la difficulté

d'apporter des changements aux systèmes.

Les problèmes sont résolus conformément à l'in-

vention dans un réseau de commutation de paquets à plu-

sieurs étages, dans lequel le réseau comprend un indicateur destiné à indiquer à chaquenceudl'étage qui contient le noeud, et un contrôleur qui fonctionne sous la dépendance de l'indicateur de façon à sélectionner dans les éléments d'adresse d'un paquet l'élément qui correspond à l'étage du noeud, en tant qu'élément sur la base duquel le paquet

est acheminé au niveau du noeud.

Ce sont ces inconvénients de l'art antérieur,

ainsi que d'autres, que l'invention vise à supprimer.

Conformément à l'invention, dans un réseau de commuta- tion à plusieurs étages destiné à commuter des paquets

contenant chacun plusieurs éléments d'adresse qui corres-

pondent aux étages, chaque noeud de commutation du réseau

est contenu dans un étage et comprend un dispositif des-

tiné à indiquer l'étage qui contient le noeud, et un dis-

positif qui réagit à l'indication et sélectionne parmi

les éléments d'adresse d'un paquet l'élément qui corres-

pond à l'étage du noeud, en tant qu'élément sur la base duquel le paquet est acheminé au niveau du noeud. A titre d'exemple, chaque élément d'adresse comprend au moins un

bit d'adresse. Dans un tel réseau, un procédé de sélec-

tion d'élément d'adresse à chaque noeud comprend la déter-

mination de l'étage qui contient le noeud, la sélection,

parmi les éléments d'adresse d'un paquet reçu, de l'élé-

ment qui correspond à l'étage indiqué du noeud, et l'ache-

minement du paquet au niveau du noeud sur la base de la

valeur de l'élément sélectionné.

Selon un mode de réalisation de l'invention,

dans un réseau destiné à la commutation de paquets, compre-

nant chacun une adresse à plusieurs bits pour l'achemine-

ment du paquet dans le réseau, dans lequel plusieurs noeuds de commutation sont interconnectés de façon à définir une

séquence d'étages de commutation et chaque noeud est conte-

nu dans un étage, chaque noeud comprend un dispositif.des-

tiné à indiquer au noeud qu'il fait partie de l'étage de noeuds de rang i, un dispositif qui réagit à l'indication en sélectionnant le bit d'adresse de rang i, à partir du

bit de plus fort poids, dans un paquet reçu, et un dispo-

sitif qui réagit à la sélection en acheminant le paquet

dans le noeud sur la base de la valeur du bit sélectionné.

Le bit d'adresse de plus fort poids est le bit dont la valeur est utilisée pour commuter en premier le paquet

dans le système.

L'expression "étage de rang i" désigne l'endroit auquel un noeud apparaît dans une séquence d'étages. Par exemple, si l'étage du noeud était l'étage de rang c dans une séquence de n étages, le dispositif d'indication du noeud indiquerait c. L'expression "bit de rang i" désigne le bit d'adresse dont le poids ou la position correspond

à l'étage indiqué pour le noeud. Par exemple, si le dispo-

sitif d'indication d'un noeud indiquait c, le dispositif de sélection sélectionnerait le bit d'adresse de rang c à

partir du bit de plus fort poids.

Le procédé et l'appareil de l'invention offrent

de nombreux avantages par rapport à la technique de rota-

tion d'adresse. Du fait qu'on n'effectue pas de rotation d'adresse, le circuit de rotation d'adresse est éliminé

des noeuds, ce qui rend la structure des noeuds plus sim-

ple et moins coûteuse. Bien que le circuit de sélection de bit d'adresse remplace le circuit de rotation d'adresse, le dispositif de sélection peut généralement être réalisé d'une manière plus simple et moins coûteuse que le circuit de rotation. Le fait d'éviter la rotation d'adresse fait

gagner du temps, et améliore donc la vitesse de propaga-

tion de paquets dans des noeuds, ce qui améliore les per-

formances du réseau. En fait, si le bit d'adresse corres-

pondant à un étage particulier apparaît dans la même posi-

tion de bit dans tous les paquets, la sélection de bit d'adresse ne prend pas plus de temps que la sélection du bit d'adresse de plus fort poids dans une technique de rotation. Un point important consiste en ce que le procédé

et le dispositif de l'invention évitent de changer le con-

tenu de la zone d'adresse de paquets, du fait que ce conte-

nu ne subit pas de rotation. L'invention supprime donc la nécessité de recalculer à chaque noeud des codes d'erreur

tels que des codes CRC associés aux paquets, et elle éli-

mine ainsi des noeuds le circuit de calcul de code de correction d'erreur et le retard associé au fonctionnement de ce circuit. Du fait que le contenu de la zone d'adresse d'un paquet ne change pas, on utilise une seule forme d'adresse, à savoir l'adresse physique, dans l'ensemble du système de commutation de paquets. Les circuits destinés à changer la forme de l'adresse, entre la forme d'adresse physique et d'autres formes, sont donc éliminés, de même que des tables de traduction d'adresses qui mémorisent la

relation entre les diverses formes d'adresse, et les pro-

cédures destinées à la mise à jour de telles tables. La structure et le fonctionnement de systèmes de commutation de paquets sont ainsi simplifiés et les performances des systèmes sont améliorées. De plus, l'élimination des

tables fait également disparaître la nécessité de recalcu-

ler et de changer le contenu des tables chaque fois qu'on change le nombre d'étages dans le réseau. On peut donc plus aisément modifier la configuration de réseaux et

augmenter leur taille.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de

la description qui va suivre d'un mode de réalisation, et

en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est Lun schéma synoptique d'un réseau de commutation de paquets constituant un exemple de l'invention; La figure 2 est un schéma synoptique d'un module de circuits du réseau de la figure 1; La figure 3 est un schéma synoptique d'un noeud

de commutation de paquets du module de circuits de la figu-

re 2; La figure 4 est un schéma synoptique du circuit de sélection de bit d'adresse du contr8ôleur du noeud de la figure 3; et

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La figure 5 est un diagramme d'un exemple de paquet. En considérant maintenant les dessins, on voit

sur la figure 1 une représentation d'un réseau de commuta-

tion de paquets 100 du type qu'on peut utiliser pour réali-

ser un système de commutation de paquets. Dans un tel sys-

tème (non représenté), des contrôleurs de jonctions réali-

sent l'interface entre le réseau 100 et des jonctions pré-

vues pour la communication avec d'autres réseaux et avec des dispositifs d'interface d'éléments hôtes. Le réseau commute des paquets qu'il reçoit sur diverses jonctions et qui sont destinés à d'autres jonctions, et il achemine les paquets qui circulent dans le système de commutation de paquets, de leur source vers leur destination. A titre d'exemple, le réseau 100 est connecté à des contrôleurs de

jonctions (non représentés) par des liaisons de transmis-

sion 150. Le nombre de liaisons connectées à un réseau 100

varie avec la taille du réseau 100 et le nombre de contrô-

leurs de jonctions associés. Bien que des signaux puissent être transmis de façon bidirectionnelle sur une liaison, les liaisons sont unidirectionnelles en ce qui concerne la transmission de paquets, dans la mesure o des trains de signaux qui constituent des paquets ne sont transmis que dans une seule direction sur les liaisons. Les liaisons 150 peuvent être des supports de transmission en série par

bit ou des supports de transmission en parallèle par bit.

La structure de commutation du réseau 100 con-

siste en une matrice de noeuds de commutation 110 qui sont interconnectés par d'autres liaisons 150. L'interconnexion des noeuds 110 est telle que des groupes de noeuds 110 forment une séquence de n colonnes, ou n étages, de la matrice du réseau 100, et chaque noeud 110 fait partie d'un étage. Des noeuds 110-1-x (avec x = 1, 2, 3, etc) du réseau 100 sont les premiers dans le réseau 100 à commuter des paquets reçus à partir de contrôleurs de jonctions par des liaisons 150, et ils forment un premier étage 101 dans la séquence de n étages du réseau 100; des noeuds -2-x du réseau 100 qui reçoivent des paquets par des liaisons 150, à partir des noeuds 11O-1-x de l'étage 101, sont les seconds dans le réseau 100 à commuter les

paquets, et ils forment un second étage 102 dans la séquen-

ce de n étages du réseau 100; des noeuds 110-3-x du réseau qui reçoivent des paquets par des liaisons 150 à partir des noeuds 110-2-x de l'étage 102, sont les troisièmes dans le réseau 100 à commuter les paquets, et ils forment un

troisième étage 103; et ainsi de suite.

A titre d'exemple, la figure 1 montre une séquen-

ce de trois étages 101-103. Un réseau 100 peut n'avoir qu'un seul étage et il peut également avoir plus de trois

étages. La figure 1 suggère le fait que le réseau à plu-

sieurs étages 100 est formé par une séquence de n étages

qui comprend des étages autres que les étages 101-103.

Un étage peut comprendre un nombre quelconque de noeuds 110, et ce nombre peut être seulement de un. A titre d'exemple, la figure 1 montre chaque étage sous une forme comprenant au moins quatre noeuds 110, et elle suggère que chaque étage comprend également d'autres noeuds. Les noeuds 110 du réseau 100 sont répartis physiquement dans au moins un module de circuits 200. Un module de circuits 200 consiste par exemple en une carte de circuit imprimé sur laquelle sont montés des composants électroniques qui constituent les noeuds 110. La figure 1 représente à titre d'exemple le réseau 100 sous une forme comprenant quatre modules de circuits 200, et elle suggère que le réseau 100 comporte également d'autres modules de circuits. Un module de circuits 200 est représenté à titre d'exemple sous une forme comprenant les quatre premiers noeuds des trois premiers étages 101, 102 et 103 du réseau 100, et ces noeuds portent respectivement les références

-1-1 à 110-1-4, 110-2-1 à 110-2-4 et 110-3-1 à 110-3-4.

La figure 1 suggère le fait que les autres modules de cir-

cuits 200 comprennent d'autres noeuds des trois premiers étages 101-103 et des noeuds des autres étages du réseau 100. Un module de circuit 200 peut -comprendre moins de 12 noeuds et peut n'en comprendre qu'un seul, ou bien il peut comprendre plus de 12 noeuds. Les noeuds qui font partie d'un module de circuits peuvent tous appartenir au même

étage, ou chacun d'eux peut appartenir à un étage diffé-

rent, ou bien on peut utiliser n'importe quelle combinai-

son de ces configurations.

A titre d'exemple, on considérera comme repré-

sentatif de tous les modules de circuits le module de cir-

cuits 200 qui est représenté sur la figure 1 et qui com-

prend les quatre premiers noeuds de chacun des trois pre-

miers étages 101-103 du réseau 100o La figure 1 ne montre pas tous les circuits d'interconnexion des noeuds ou de modules de circuits. Le module de circuits 200 considéré à titre d'exemple, ainsi que des circuits supplémentaires,

sont représentés de façon plus détaillée sur la figure 2.

La figure 2 montre que plusieurs bus d'étage 220-x sont connectés à chaque noeud 110 du module de circuit 200 Les

bus 220-x ont pour fonction d'indiquer aux noeuds les éta-

ges auxquels ils appartiennent, en acheminant vers chaque noeud 110 une information concernant l'étage du réseau 100

dans lequel se trouve le noeud. Les noeuds 110-1-x du pre-

mier étage 101 sont tous connectés au bus 220-1. Les noeuds l10-2-x du second étage 102 sont tous connectés au bus 220-2. Enfin, les noeuds 1103 du troisième étage 103

sont tous connectés au bus 220-3.

Le bus 220-1 est connecté à l'extérieur du modu-

le de circuit 200 à un indicateur 250 qui identifie l'é6ta-

ge de la séquence d'étages du réseau 100 auquel appartien-

nent les noeuds 110 connectés au bus 200-1. L'indicateur 250 applique sur le bus 220-1 le numéro r de l'étage de la séquence de n étages auquel appartiennent les noeuds -1-x. L'indicateur 250 est à titre d'exemple un registre dont le contenu est émis sur le bus 220-1 et est acheminé par ce dernier vers les noeuds 110-1-x. Dans cet exemple, l'indicateur 250 est un registre dont le contenu est un lunl. Les bus 220 sont interconnectés en une séquence par des additionneurs 210. Le bus 220-1 est connecté à l'un des accès d'entrée de l'additionneur 210-1, et le

bus 220-2 est connecté à l'accès de sortie de cet addi-

tionneur. Le bus 220-2 est connecté à l'un des accès

d'entrée de l'additionneur 210-2 et le bus 220-3 est con-

necté à son accès de sortie. Le second accès d'entrée de chaque additionneur 210-x est connecté de manière que l'additionneur incrémente d'une unité le nombre binaire qui arrive sur l'autre accès d'entrée. A titre d'exemple, toutes les entrées sauf l'entrée de bit de moindre poids du second accès d'entrée sont connectées à la masse, et l'entrée de bit de moindre poids du second accès d'entrée est connectée à une ligne de signal 201 qui porte un niveau de signal logique un. Chaque additionneur 210-x fournit le nombre incrémenté sur son accès de sortie. Il en résulte que le bus 220-2 achemine une valeur binaire supérieure d'une unité à la valeur acheminée par le bus

220-1, et le bus 220-3 achemine une valeur binaire supé-

rieure d'une unité à la valeur acheminée par le bus 220-2. Dans cet exemple, les bus 220-1, 220-2 et 220-3

acheminent respectivement les valeurs binaires 1, 2 et 3.

On notera que la valeur binaire acheminée par chaque bus 220-x est le numéro r de l'étage dans la séquence de n étages du réseau 100 auquel appartiennent les noeuds 110

qui sont connectés au bus considéré.

En considérant maintenant l'utilisation que font les noeuds 110 de l'information qui leur est appliquée par

les bus 220, on examinera la figure 3 qui montre la struc-

ture d'un exemple de noeud 110-1-1 qui est représentatif de tous les noeuds 110 du réseau 100. Le noeud 110-1-1

est pratiquement classique. Le noeud 110-1-1 est un élé-

ment de commutation de paquets. Il comporte deux accès d'entrée de paquet 2601 et 2602, et chacun d'eux est con- necté à une liaison 150 pour recevoir des paquets présents

sur cette liaison. Le noeud 110-1-1 est capable d'enre-

gistrer en tampon un paquet reçu sur chaque accès d'entrée.

Le noeud 110-1-1 comporte également deux accès de sortie de paquet 2603 et 2604, et chacun d'eux est connecté à une liaison 150 pour émettre des paquets sur celle-ci. Les paquets reçus sur un accès d'entrée de paquet quelconque peuvent être transmis vers l'un quelconque des deux accès de sortie de paquet. Après la réception d'un paquet sur un -accès d'entrée de paquet, l'adresse contenue dans ce paquet est utilisée pour déterminer l'accès de sortie de

paquet vers lequel le paquet doit être dirigé.

Le noeud 110-1-1 utilise également les accès 2601-2604 pour l'émission et la réception des signaux d'accusé de réception. Le noeud 110-1-1 émet un signal d'accusé de réception sur un accès d'entrée de paquet pour accuser réception d'un paquet, si c'est le cas, sur cet accès d'entrée de paquet, et pour signaler qu'il est prêt à recevoir le paquet suivant sur cet accès d'entrée de paquet. Le noeud 110-1-1 lui-même n'émet pas un paquet sur un accès de sortie de paquet avant d'avoir reçu un signal d'accusé de réception sur cet accès de sortie de paquet. Un contrôleur 10 commande le fonctionnement du noeud 110-1-1. Plus précisément, le contrôleur 10 dirige un paquet reçu sur un accès d'entrée du noeud 110-1-1 vers l'un de ses deux accès de sortie. Le contrôleur 10

consiste fondamentalement en un automate d'états finis.

De tels dispositifs sont bien connus dans la technique. Le contrôleur 10 commande l'émission d'un signal d'accusé de réception sur l'accès d'entrée de paquet 2601, en activant un transmetteur d'accusé de réception lla et en validant un émetteur de ligne commandé 12a. Le transmetteur lla génère le signal d'accusé de réception. Il consiste par exemple en un registre qui contient le code de signal d'accusé de réception. Il décale le code hors du registre à la réception d'un ordre provenant du contrôleur 10. La sortie du transmetteur lia est connectée à l'accès 2601

par l'intermédiaire de l'émetteur de ligne commandé 12a.

Lorsque l'émetteur de ligne 12a est validé, il transmet

le signal d'accusé de réception à l'accès 2601.

A la suite de l'émission du signal d'accusé de réception par l'accès 2601, le contrôleur 10 désactive le transmetteur lia et invalide l'émetteur de ligne 12a. Le contrôleur 10 se prépare ensuite à recevoir un paquet sur l'accès 2601, en validant un émetteur de ligne commandé 13a qui connecte l'accès 2601 à l'entrée d'un décodeur de

paquet 14a.

Le décodeur de paquet 14a comporte un accès de sortie connecté à une mémoire tampon 15a qu'on utilise pour enregistrer temporairement un paquet reçu, et un

autre accès de sortie qui est connecté au contrôleur 10.

Le décodeur 14a distingue les diverses zones qui consti-

tuent un paquet.

La figure 5 représente sous forme de diagramme un exemple de paquet 500. Le paquet 500 comprend plusieurs zones 501-503. La première zone du paquet 500 est une zone de longueur 501. Elle indique la longueur du paquet 500, exprimée par le nombre de bits ou de multiplets qui sont contenus dans le paquet 500. Dans cet exemple, la zone de longueur occupe neuf bits, comprenant huit bitsde données de longueur et un bit de parité. La seconde zone du paquet

500 est une zone d'adresse de destination 502. Elle con-

tient une information destinée à l'acheminement du paquet 500 dans le réseau 100. Elle contient en particulier l'adresse de la destination du paquet 500, dans le réseau 100. La zone d'adresse de destination 502 occupe également neuf bits comprenant huit bits d'adresse 504 et un bit de parité. Les bits d'adresse 504 sont disposés dans leur ordre de poids. Unbit 504 différent correspond à chaque étage du réseau 100. Le premier bit d'adresse 504-1, qui suit immédiatement la zone de longueur 501, est le bit de

plus fort poids, dans la mesure o il correspond au pre-

mier étage 101, et sa valeur détermine la manière selon laquelle le paquet 500 doit être acheminé par un hoeud -1-x; le bit d'adresse suivant 504-2 est le second bit d'adresse, par ordre de poids décroissant, dans la mesure o il correspond au second étage 102; le bit suivant 504-3 est le troisième bit à partir du bit de plus fort

poids, et il correspond à l'étage 103; et ainsi de suite.

D'autres zones 503 contenues dans le paquet 500 compren-

nent un identificateur de paquet qui indique le type du paquet 500, un numéro de canal logique qui a pour fonction d'identifier la communication à laquelle appartient le paquet 500, une zone de données, une zone de temps, et une

zone de contr8le d'erreur.

A la réception d'un paquet 500, le décodeur 14a émet vers le contrôleur 10 la zone de longueur 501 et la zone d'adresse de destination 502. Le décodeur 14a émet également le paquet 500 regu vers la mémoire tampon 15a,

en vue de son enregistrement.

Le contrôleur 10 utilise la zone d'adresse de destination 502 pour déterminer vers lequel des accès de sortie de paquet 2603 et 2604 le paquet 500 reçu doit être

dirigé, et il utilise la zone de longueur 501 pour con-

tr8ler que le paquet 500 a été correctement reçu en tota-

lité. Après la réception du paquet 500, le contrôleur 10

invalide l'émetteur de ligne 13a pour déconnecter le déco-

deur 14a de l'accès 2601.

En supposant que le paquet reçu doive être émis par l'accès 2603, le dispositif de commande 10 détermine s'il a reçu un signal d'accusé de réception sur l'accès 2603. Dans ce but, l'accès 2603 est connecté par un émetteur de ligne commandé 16a à l'entrée d'un récepteur d'accusé de réception 17a. Lorsque le contrôleur 10

n'émet pas un paquet par l'accès 2603, il valide l'émet-

teur de ligne 16a pour permettre à des signaux d'accusé de réception d'atteindre le récepteur 17a. Le récepteur 17a compare des signaux reçus sur l'accès 2603 avec un signal d'accusé de réception attendu. Lorsque ces signaux coïncident, le récepteur 17a signale au contrôleur 10 la réception d'un accusé de réception, par l'intermédiaire

d'une ligne de signal.

Si un signal d'accusé de réception n'a pas été

reçu sur l'accès 2603, le contrôleur 10 attend ce signal.

Lorsque le signal d'accusé de réception est reçu, le con-

trôleur 10 invalide l'émetteur de ligne 16a pour déconnec-

ter le récepteur d'accusé de réception 17a de l'accès 2603. Le contrôleur 10 commande alors à un multiplexeur 18a d'extraire de la mémoire tampon 15a le paquet qui y

est enregistré, et de l'émettre vers un élément de commu-

tation 19.

La mémoire tampon 15a comporte plusieurs sorties réparties sur sa longueur et connectées au multiplexeur

18a, ce qui permet d'extraire le contenu de la mémoire tam-

pon 15a sans qu'il soit nécessaire de décaler le contenu sur toute la longueur de la mémoire tampon. Sur la base de la longueur du paquet enregistré dans la mémoire tampon

a, le contrôleur 10 indique au multiplexeur 18a la sor-

tie de la mémoire tampon par laquelle il doit extraire le

contenu de cette mémoire.

L'élément de commutation 19 connecte sélective-

ment les sorties du multiplexeur 18a et d'un autre multi-

plexeur 18b aux accès 2603 et 2604. Le contrôleur 10 com-

mande le fonctionnement de l'élément de commutation 19, dans l'acheminement d'un paquet de la sortie de l'un ou de l'autre des multiplexeurs 18a et 18b vers l'un ou l'autre

*des accès 2603 et 2604.

A la suite de l'émission du paquet, par exemple par l'accès 2603, le contrôleur 10 met hors fonction le multiplexeur 18a, il valide à nouveau l'émetteur de ligne a pour permettre à des signaux d'accusé de réception d'atteindrele récepteur d'accusé de réception 17a à partir de l'accès 2603, et il active le transmetteur d'accusé de réception Ila et l'émetteur de ligne 12a, pour émettre un

signal d'accusé de réception par l'accès 2601.

La description de la structure et du fonctionne-

ment du noeud 110-1-1 a porté jusqu'à présent sur la structure et le fonctionnement de ce noeud en relation avec les accès 2601 et 2603. La structure du noeud en relation avec les accès 2602 et 2604 est symétrique de celle qu'on vient de décrire et elle comprend les éléments 12b-18b qui sont identiques aux éléments 12a-18a. Le contrôleur 10 commande le fonctionnement des éléments 12b-18b de la manière qu'on vient de décrire. L'élément de commutation 19 connecte sélectivement la sortie du multiplexeur 18b

aux accès 2603 et 2604.

En considérant maintenant la figure 4, on voit

un circuit de sélection de bit d'adresse 450a du contrô-

leur 10, qui constitue la partie du contrôleur 10 interve-

nant dans la sélection d'un bit d'adresse 504 de la zone de destination de paquet 502 d'un paquet reçu sur l'accès d'entrée de paquet 2601, pour acheminer le paquet dans le noeud 110-1-1. Le contrôleur 10 comprend un circuit 450b similaire au circuit 450a, pour sélectionner un bit d'adresse 504 d'un paquet 500 reçu sur l'accès d'entrée 2602. Le conducteur d'entrée provenant du décodeur 14a qui dirige vers le contrôleur 10 les zones de longueur et

de destination 501 et 502 d'un paquet 500 reçu, est connec-

té, entre autres, à l'accès d'entrée série d'un registre à décalage à huit bits 400a, de type classique. L'accès de sortie parallèle du registre 400a est connecté à l'accès d'entrée de données d'un sélecteur de type 1 parmi 8, 401a, de type classique. L'accès d'entrée de commande de sélec- tion (SEL CTRL) 440 du sélecteur 401a est connecté au bus 220-1. L'accès de sortie du sélecteur 401a est connecté à

l'entrée D d'une bascule de type D 402a.

Les entrées d'une paire de compteurs 403a et 404a sont connectées à une ligne de signal BIT CLKA. La

sortie du compteur 403a est connectée à l'entrée de vali-

dation (EN) du registre à décalage 400a. La sortie du compteur 404a est connectée à l'entrée d'invalidation

(DIS) du registre à décalage 400a, à l'entrée de valida-

tion (EN) du sélecteur 401a et à l'entrée d'horloge (CLK)

de la bascule 402a. Une ligne de signal RESETA est connec-

tée à des entrées de restauration (CLR) des compteurs 403a et 404a, du registre à décalage 400a et du sélecteur 401a.

Le circuit 450a fonctionne de la manière suivan-

te. En général, la ligne de signal BIT CLKA est inactive, les compteurs 403a et 404a sont restaurés et leurs sorties ne sont pas à l'état actif et, par conséquent, le registre

- à décalage 400a et le sélecteur 401a sont invalidés.

Lorsque le noeud 110-1-1 reçoit un paquet 500 par l'accès 2601 et lorsque le décodeur 14a transfère les zones 501 et 502 vers le contrôleur, chaque bit transféré de la zone 501 fait apparaître une impulsion sur la ligne BIT CLKA. Chaque impulsion sur la ligne BIT CLKA incrémente d'une unité le compte des compteurs 403a et 404a. Neuf impulsions de la ligne BIT CLKA indiquent la réception de la zone de longueur 501 par le contrôleur 10; au compte de 9, le compteur 403a active sa sortie pour valider le

registre à décalage 400a pour la réception et l'enregis-

trement du signal d'entrée provenant du décodeur 14a. Les bits reçus par le contrôleur 10 à la suite de la zone de longueur 501 sont les bits 504 de la zone de destination 502, et le registre à décalage 400a reçoit et enregistre les bits 504. Huit impulsions supplémentaires sur la ligne BIT CLKA, soit dix-sept au total, indiquent la réception par le contrôleur 10 des bits 504 de la zone de destination 502. Au compte de dix-sept, le compteur 404a active sa sortie pour invalider le registre à décalage

400a et pour valider le sélecteur 401a et la bascule 402a.

Le registre à décalage 400a invalidé cesse d'accepter l'information d'entrée ultérieure provenant du décodeur 14a et il présente sur son accès de sortie les huit bits 504 qu'il contient. Le sélecteur 401a reçoit le contenu du registre 400a, et il sélectionne l'un des bits 504 pour l'émission sur son accès de sortie. La sélection est basée sur la valeur binaire qui est reçue par l'accès

d'entrée SEL CTRL 440 du sélecteur 401a, par le bus 220-1.

Dans cet exemple, le bus 220-1 applique le nom-

bre binaire "1" au sélecteur 401a et, par conséquent, le

sélecteur 401a sélectionne le premier bit 504-1, c'est-à-

dire le bit de plus fort poids. Si le bus 220-1 avait appliqué le nombre binaire "10" au sélecteur 401a, ce dernier aurait sélectionné le second bit à partir du bit de plus fort poids, c'est-à-dire le bit 504-2; le nombre binaire "11" sur le bus 220-1 aurait commandé au sélecteur 401a-de sélectionner le troisième bit à partir du bit de plus fort poids, c'est-àdire le bit 504-3; et ainsi de suite. Du fait que la bascule 402 est validée, elle réagit au signal de sortie du sélecteur 401a et place sa

sortie Q à la valeur binaire émise par le sélecteur 401a.

Par conséquent, dans cet exemple, la valeur binaire de la sortie Q de la bascule 402a représente la valeur du bit 504-1. La sortie Q est connectée à une ligne de signal DESTA qui achemine la valeur du bit 504-1 vers d'autres circuits du contrôleur 10. Le contrôleur 10 dirige le paquet 500 vers l'un ou l'autre de ses accès de sortie 2603 et 2604, en fonction de la valeur logique présente

sur la ligne de signal DESTA.

Lorsque le contrôleur 10 a achevé l'émission du paquet 500 sur l'accès de sortie approprié, il active la ligne RESETA pour restaurer les compteurs 403a et 404a,

le registre à décalage 400a et le sélecteur 401a. Le cir-

cuit 450a est ainsi prêt à recevoir une nouvelle informa-

tion d'entrée provenant du décodeur 14a.

L'homme de l'art pourra évidemment apporter de

nombreux changements et modifications au mode de réalisa-

tion décrit ci-dessus. A titre d'exemple, le réseau pourrait être constitué par des noeuds ayant plus de deux accès de sortie, auquel cas chaque noeud sélectionnerait un élément d'adresse comprenant deux bits d'adresse ou plus, et il acheminerait un paquet sur la base d'un tel élément d'adresse. De façon similaire, des éléments d'adresse de paquets prévus pour une diffusion générale, destinés à être émis sur tous les accès de sortie d'un noeud, peuvent être constitués autrement que par un seul

bit d'adresse. Le circuit de sélection d'élément d'adres-

se peut également être réalisé différemment. De tels changements et modifications entrent dans le cadre de l'invention et ne diminuent pas les avantages qui lui sont associés.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Réseau de commutation de paquets à plusieurs étages prévu pour commuter des paquets comprenant chacun

un ensemble d'éléments d'adresse correspondant à l'ensem-

ble d'étages du réseau, comprenant un ensemble de noeuds de commutation, chaque noeud faisant partie d'un étage; caractérisé en ce qu'il comprend: un indicateur (205) destiné à indiquer à chaque noeud (110-1-1) l'étage (1, 2 ou 3) qui contient le noeud; et un contrôleur (10) qui réagit à l'indicateur en sélectionnant parmi les éléments d'adresse d'un paquet l'élément qui correspond à l'étage du noeud, en tant qu'élément sur la base duquel le paquet

est acheminé dans le noeud.

2. Réseau selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque noeud fonctionne sous la dépendance du contrôleur de façon à acheminer le paquet à partir du

noeud sur la base de la valeur de l'élément sélectionné.

3. Réseau selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément d'adresse comprend au moins un

bit d'adresse.

4. Réseau selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'indicateur dirige vers chaque noeud une

information qui identifie l'étage.

5. Procédé de sélection d'un élément d'adresse dans un réseau de commutation de paquets comportant un ensemble de noeuds interconnectés de façon à définir une séquence formée par un ensemble d'étages de commutation, chaque noeud faisant partie d'un étage, pour commuter des paquets contenant chacun une zone d'adresse formée par un ensemble d'éléments d'adresse disposés dans leur ordre de poids pour l'acheminement d'un paquet dans le réseau,

caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivan-

tes: on détermine dans chaque noeud le rang dans la séquence d'étages de l'étage qui contient le noeud; on sélectionne dans chaque noeud l'élément ayant le rang précité, à partir de l'élément de plus fort poids, dans la zone d'adresse d'un paquet reçu par le noeud; et on achemine le paquet dans chaque noeud sur la base de la valeur de l'élément sélectionné dans le noeud.

6. Procédé selon la revendication 5, utilisé dans un réseau dans lequel l'ensemble de noeuds sont interconnectés de façon à définir une séquence de n étages de commutation, caractérisé en ce que l'opération de détermination comprend l'opération consistant à déterminer le rang c de l'étage qui contient le noeud, dans la séquence de n étages, et en ce que l'opération

de sélection comprend l'opération consistant à sélection-

ner l'élément de rang c de la zone d'adresse, à partir de

l'élément de plus fort poids.

7. Procédé selon la revendication 6, caractéri-

sé en ce que chaque élément d'adresse est constitué par un bit d'adresse, en ce que l'opération de détermination comprend l'opération consistant à recevoir le rang c; et en ce que l'opération de sélection comprend les opérations consistant à enregistrer au moins n bits de la zone d'adresse du paquet reçu-; à sélectionner parmi les bits enregistrés le bit de rang c à partir du bit de plus fort

poids; et à émettre la valeur du bit sélectionné.