FR2758426A1 - Commutateur de trames de donnees - Google Patents

Abstract

Pour déterminer en temps réel les chemins pouvant relier entre elles les entités fonctionnelles de terminaison de ligne (LT1a, LT1b), de coupleurs (MSC1, ( ,MSC5), il comporte: - dans chaque coupleur, des premiers moyens de centralisation (OM1) pour centraliser des informations sur l'état de toutes les entités fonctionnelles (LT1a, LT1b) de terminaison de ligne, situées dans ce coupleur; - des seconds moyens de centralisation (CU) communs à tous les coupleurs du commutateur, pour: . centraliser, notamment, les informations centralisées par les premiers moyens de centralisation de tous les coupleurs à moyenne vitesse; et . établir une première table de routage recensant tous les chemins existants entre des entités fonctionnelles de terminaison de ligne à relayage de trames, qui sont actives. Application notamment aux brasseurs de liaisons à relayage de trames.par.

Description

Commutateur de trames de données.

L'invention concerne un commutateur de trames de données, notamment pour réaliser un brasseur. Un tel brasseur peut comporter en outre des ports d'accès pour des cellules à mode de transfert asynchrone (ATM).

Un commutateur doit établir des connexions entre les ports d'accès de ce commutateur. Ces connexions sont semipermanentes dans le cas particulier d'un brasseur. Un commutateur a une structure modulaire. Les ports d'accès sont généralement répartis sur une pluralité de cartes électroniques appelées coupleurs. Il est en général possible de rajouter des cartes coupleurs pour augmenter la capacité d'un commutateur.

Classiquement les coupleurs sont interconnectés au moyen d'un bus, pour transférer les données d'un coupleur à un autre. Eventuellement, un second bus redondant permet de remédier à une défaillance du premier bus.

On connaît, notamment par la demande de brevet fran çais n02.665.314, une autre architecture dans laquelle chaque coupleur est relié par une liaison bidirectionnelle indépendante à chacun des autres coupleurs. Autrement dit, il y a une liaison pour chaque combinaison de deux coupleurs.

Ces liaisons sont réalisées au moyen d'un fond de panier comportant un grand nombre de couches. Chaque coupleur peut être secouru par un autre coupleur en cas de défaillance.

Cette architecture ne comportant pas de bus commun à tous les coupleurs, elle évite toute possibilité de blocage par un excès de trafic dans une direction donnée, et toute possibilité de blocage de l'ensemble du commutateur par le mauvais fonctionnement de l'un des coupleurs. L'invention concerne plus particulièrement ce dernier type de commutateur.

Dans ce dernier type de commutateur, l'acheminement d'un port d'accès à un autre est réalisé par un chemin qui passe par deux coupleurs. Dans chaque coupleur, il y a généralement plusieurs chemins possibles. Dans le cas où un coupleur est rajouté, dans le cas où un coupleur est enlevé, et dans le cas où un coupleur tombe en panne partiellement ou en totalité, il est nécessaire de redéterminer quels sont tous les chemins possibles. Pour que les chemins puissent être redéterminés en temps réel, il est nécessaire que la détermination des chemins soit réalisée automatiquement, c'est-à-dire sans aucune intervention d'un opérateur humain.

D'autre part, il est souhaitable que les moyens utilisés puissent être protégés contre une éventuelle défaillance de l'une des ressources mises en oeuvre pour la détermination des chemins.

Le but de l'invention est de proposer des moyens permettant de déterminer les chemins de manière automatique et assurant
- une bonne performance du relayage de trames
- et la sécurité des échanges de signalisation qui sont réalisés préalablement à l'établissement d'une liaison de transfert de données par relayage de trames.

L'objet de l'invention est un commutateur de trames de données, comportant au moins un premier sous-ensemble comportant
- une pluralité de coupleurs dits à moyenne vitesse, comportant chacun au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne couplée à au moins une entrée-sortie pour des trames de données
- et des liaisons telles que chaque coupleur est relié directement à chacun des autres coupleurs par au moins une liaison propre à ce coupleur
caractérisé en ce que, pour déterminer en temps réel les chemins pouvant relier entre elles les entités fonctionnelles de terminaison de ligne, il comporte
- dans chaque coupleur, des premiers moyens de centralisation pour centraliser au niveau de ce coupleur des informations sur l'état de toutes les entités fonctionnelles de terminaison de ligne, situées dans ce coupleur
- des seconds moyens de centralisation communs à tous les coupleurs du commutateur, pour
-- centraliser au niveau du commutateur toutes les
informations centralisées par les premiers moyens de
centralisation de tous les coupleurs à moyenne vitesse
-- et établir une première table de routage recen
sant tous les chemins existants entre des entités fonc
tionnelles de terminaison de ligne à relayage de trames,
qui sont actives.

Le commutateur ainsi caractérisé réalise automatiquement une nouvelle détermination des chemins possibles parmi les liaisons susceptibles de constituer des chemins, pour chaque combinaison de deux ports d'accès, chaque fois que la configuration du commutateur est modifiée puisque les premiers et les seconds moyens de centralisations permettent de collecter en un seul point les informations nécessaires à la détermination de tous les chemins. La table de routage peut ensuite être diffusée à toutes les entités pouvant en avoir besoin.

Selon un mode de réalisation particulier, un commutateur est caractérisé en ce que ledit premier sous-ensemble comporte en outre
- une pluralité de coupleurs dits à haute vitesse comportant chacun au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne à mode de transfert asynchrone, dit ATM
- au moins une passerelle ayant
-- au moins une première entrée-sortie couplée à
au moins une entité fonctionnelle de terminaison de li
gne pour des cellules ATM,
-- et une pluralité d'entrées-sorties pour des
trames de données, reliées respectivement et directement
à chaque coupleur moyenne vitesse par des liaisons tel
les que chaque coupleur à moyenne vitesse est relié di
rectement à une entrée-sortie de la passerelle par au
moins une liaison propre à ce coupleur
- une matrice de commutation ATM, reliée à une entréesortie de chaque coupleur à haute vitesse et à la première
entrée-sortie de la passerelle, pour établir des connexions ATM
- et des seconds moyens de centralisation pour initialiser et mettre à jour une seconde table appelée table commune de routage ATM, contenant les références de toutes les connexions ATM établies dans ledit sous-ensemble.

Le mode de réalisation ainsi caractérisé permet en outre de déterminer en temps réel des chemins, constitués de liaisons ATM, permettant de relier plusieurs châssis contenant chacun un sous-ensemble du commutateur selon l'invention.

Selon un mode de réalisation particulier, un commutateur est caractérisé en ce que les entités fonctionnelles de terminaison de ligne, les premiers moyens de centralisation, et les seconds moyens de centralisation comportent des entités logicielles désignées chacune par un identificateur prédéterminé , et comportent des processeurs désignés chacun par un identificateur déterminé par des entités logicielles, en fonction de la configuration courante du commutateur;
et en ce que, pour une communication entre deux entités logicielles:
- chaque entité logicielle a une adresse comportant l'identificateur du processeur exécutant cette entité, et l'identificateur de cette entité
- cette communication entre deux entités logicielles peut avoir une qualité choisie parmi deux qualités:
-- communication non sécurisée mais procurant une performance
maximale pendant une phase de transfert de données,
-- ou communication sécurisée et adaptée aux échanges conduisant
à la phase de transfert de données.

Le commutateur ainsi caractérisé a pour avantage de permettre une modification de la configuration du commutateur simplement en rajoutant des cartes : il n'est pas nécessaire d'interrompre le fonctionnement du commutateur, et l'utilisateur n'a pas à indiquer au commutateur un identificateur pour chaque processeur supplémentaire.

Selon un mode réalisation particulier, un commutateur comporte au moins un deuxième sous-ensemble comportant:
- une pluralité de coupleurs dits à moyenne vitesse, comportant chacun au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne couplée à au moins une entrée-sortie pour des trames de données;
- une pluralité de coupleurs dits à haute vitesse comportant chacun au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne à mode de transfert asynchrone, dit ATM
- au moins une passerelle ayant:
-- au moins une première entrée-sortie couplée à au moins une en
tité fonctionnelle de terminaison de ligne pour des cellules ATM,
-- et une pluralité d'entrées-sorties pour des trames de données, re
liées respectivement et directement à chaque coupleur moyenne
vitesse par des liaisons telles que chaque coupleur à moyenne
vitesse est relié directement à une entrée-sortie de la passerelle par
au moins une liaison propre à ce coupleur;
- et des liaisons telles que chaque coupleur est relié directement à
chacun des autres coupleurs par au moins une liaison propre à ce
coupleur; et en ce que les seconds moyens de centralisation du premier sous-ensemble
-- centralisent en outre au niveau du commutateur toutes les in
formations centralisées par les premiers moyens de centralisation
de tous les coupleurs à moyenne vitesse
-- établissent en outre une première table de routage recensant
tous les chemins existants entre des entités fonctionnelles de
terminaison de ligne à relayage de trames, qui sont actives dans
le deuxième sous-ensemble;
-- initialisent, et mettent à jour, une table commune de routage
ATM, contenant les références de toutes les connexions ATM
établies par la matrice dans ledit deuxième sous-ensemble.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques à l'aide de la description ci-dessous, de trois exemples de réalisation du commutateur selon l'invention: - la figure 1 représente le schéma synoptique d'un premier exemple de réalisation d'un commutateur selon l'invention, comportant un seul ensemble de coupleurs intercon nectés par un seul fond de panier, et destiné à commuter seulement des trames de données
- la figure 2 représente le schéma fonctionnel d'une carte coupleur, pour des lignes à relayage de trames, et qui est utilisée dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1
- la figure 3 représente le schéma synoptique d'un deuxième exemple de réalisation pouvant être relié à des lignes à relayage de trames et à des lignes ATM ; et permettant d'interconnecter plusieurs châssis identiques, au moyen de liaisons ATM internes, pour réaliser un commutateur de plus grande capacité
- la figure 4 représente le schéma synoptique d'un troisième exemple de réalisation du commutateur selon l'invention, comportant au moins deux châssis constitués chacun des moyens représentés sur les figures 1 et 3
- la figure 5 représente le schéma fonctionnel d'une carte passerelle qui est utilisée parmi les moyens représentés sur la figure 3.

La figure 1 représente le schéma synoptique d'un premier exemple de réalisation SS1 du commutateur selon l'invention, destiné à être relié uniquement à des ligne à relayage de trames. Comme il apparaîtra par la suite, il peut constituer aussi un sous-ensemble d'un deuxième exemple de réalisation pouvant être relié en outre à des lignes ATM. Ce premier exemple de réalisation comporte
- six cartes coupleurs MSC1,...,MSC6, dites à moyenne vitesse, ayant chacune douze entrées-sorties IO1,...,IO12 interconnectées par un fond de panier CR
- six cartes Al,..., A6 appelées appliques, associées respectivement aux six cartes coupleurs MSC1,...,MSC6, chaque carte applique ayant deux entrées-sorties reliées respectivement à un port d'accès du commutateur et à une entrée-sortie de la carte coupleur correspondante, par exemple l'entrée-sortie P1 de la carte coupleur MSC1
- et une carte de commande, CU, ayant des entréessorties reliées à chacune des cartes coupleurs MSC1,....

MSC6 par des liaisons partiellement représentées.

Toutes les cartes appliques A1,...,A6 sont interconnectées par une liaison non représentée. En cas de défaillance de l'une des cartes coupleurs MSC1,..., MSC6, la carte applique correspondante est commandée pour relier le port d'accès à une autre carte coupleur prédéterminée, disponible et en état de fonctionner. Cette fonction de secours n'étant pas concernée par l'invention, elle ne sera pas décrite plus en détail.

Chaque carte coupleur MSC1,..., MSC6 remplit trois grandes fonctions
- terminaison de ligne,
- opérations et maintenance,
- et interface avec le fond de panier.

La fonction de terminaison de ligne consiste à commuter et à traiter le trafic à relayage de trames, et à adapter le coupleur à une ligne, en collaboration avec l'applique associée au coupleur. La fonction opérations et maintenance consiste notamment à échanger des informations de commande et d'état avec la carte de commande CU et avec d'autres fonctions d'opérations et maintenances, homologues dans les autres coupleurs. La fonction d'interface consiste à mémoriser des données dans une mémoire tampon avant de les transmettre vers le fond de panier, et à mémoriser des données dans une autre mémoire tampon après les avoir reçues en provenance du fond de panier.

La figure 2 représente le schéma fonctionnel du coupleur MSC1, pris à titre d'exemple, et de la carte de commande CU. La carte coupleur MSC1 comporte les entités fonctionnelles suivantes
- une entité fonctionnelle OM1 pour les opérations et la maintenance,
- deux entités fonctionnelles LTla et LTlb pour la terminaison de ligne,
- et un circuit d'interface CRI comportant les entrées-sorties I01 à po12.

Les entités fonctionnelles LTla et LTlb sont couplées à l'entrée-sortie Pi pour recevoir et émettre des trames de données. Ces entités LTla et LTlb sont couplées, d'autre part, au fond de panier CR par le circuit CRI. Ce dernier étant commun aux deux entités LTla et LTlb, il comporte un dispositif d'arbitrage, non représenté, pour attribuer un droit d'accès à une seule de ces entités à la fois.

Chaque entrée-sortie I01,..., I012 est reliée, par le fond de panier CR, respectivement à une entrée-sortie d'une autre carte coupleur MSC2,..., MSC6. Pour établir une connexion entre deux ports d'accès quelconques, par exemple FR2 et FR6, les coupleurs MSC2 et MSC6 correspondants à ces ports d'accès établissent une communication sur l'une des deux liaisons qui les relient directement sur le fond de panier CR.

Pour commuter des trames de données et pour échanger des signaux de signalisation, les entités fonctionnelles
LTla et LTlb échangent des messages entre elles et avec les entités homologues dans les autres cartes coupleurs, via le fond de panier CR. Elles échangent aussi des messages avec l'entité OM1. Cette dernière échange aussi des messages avec la carte de commande CU. Par contre, elle n'échange aucun message avec les entités d'opérations et de maintenance homologues, situées dans les autres cartes coupleurs.

Chaque entité fonctionnelle LT1 et LT2 est réalisée au moyen de plusieurs entités logicielles
- un système d'exploitation LOTOS ;
- des applications de terminaison de ligne, LTA, chacune étant désignée par un identificateur SUID ; ces applications traitant les trames de données qui sont à commuter
- une fonction logicielle de transfert de messages, SW
- un gestionnaire de terminaison de ligne, LTMGT
- un gestionnaire de fond de panier, CRH, contenant notamment une table de routage pour le fond de panier CR pour acheminer chaque message en fonction de l'identificateur, LPX, du processeur supportant l'entité logicielle destinataire, s'il existe effectivement un chemin ; et assurant la réception de messages acheminés par le fond de panier
CR
- une interface IMBPIb pour un protocole de boîte à lettres interne
- et une interface CRI pour l'interface avec le fond de panier.

Dans cet exemple, les entités fonctionnelles LTla,
LTlb, et OM1 sont supportées respectivement par trois processeurs physiques distincts. Dans d'autres exemples de réalisation, un processeur physique peut supporter plusieurs processeurs dits logiques supportant chacun plusieurs entités fonctionnelles.

Chaque entité fonctionnelle est constituée d'une ou plusieurs entités logicielles. Chaque entité logicielle est identifiée respectivement par un identificateur SUID. Les identificateurs SUID sont statiques : ils sont attribués lors du développement des entités logicielles.

Chaque processeur (qu'il soit physique ou logique ) est identifié par un identificateur LPX qui lui est propre et qui est composé d'un numéro de châssis, d'un numéro d'emplacement de carte, et d'un numéro logique. Les identificateurs LPX sont attribués dynamiquement : ils sont déterminés par des entités logicielles, en fonction de la configuration courante du commutateur, c'est à dire en fonction des cartes qui sont mises en service pour constituer le commutateur considéré. Ce procédé d'attribution des identificateurs LPX a pour avantage de permettre une modification de la configuration du commutateur simplement en rajoutant des cartes : il n'est pas nécessaire d'interrompre le fonctionnement du commutateur, et l'utilisateur n'a pas à indiquer au commutateur un identificateur pour chaque processeur supplémentaire. Ces identificateurs LPX et SUID permettent de constituer des adresses utilisables pour établir une communication entre une entité logicielle SUIDs dite source et une entité logicielle SUIDd dite destinataire, désignées respectivement par des adresses (LPXs, SUIDs) et (LPXd,
SUIDd) dans lesquelles LPXs et LPXd sont les identificateurs respectifs des processeurs exécutant respectivement ces deux entités.

L'établissement de cette communication consiste à déterminer un chemin entre ces deux adresses. Le procédé d'attribution des identificateurs LPX permet ainsi d'établir une communication entre deux entités logicielles, situées sur la même carte ou sur deux cartes différentes, via le fond de panier CR, sans que l'utilisateur ait à se soucier des modifications de la configuration du commutateur.

L'entité fonctionnelle OM1 est réalisée au moyen des entités logicielles suivantes
- un système d'exploitation OMOS;
- des applications OMA
- une entité logicielle de mise à jour, OMSUP
- un service de communication interne, IACS
- un gestionnaire OMMGT
- une interface de boîte à lettres interne, IMBPIa
- et un protocole de boîte à lettres interne, IMBP.

L'entité logicielle IACS, de service de communication interne, assure une passerelle entre l'environnement du système d'exploitation OMOS et l'environnement du système d'exploitation LTOS de l'entité fonctionnelle LT1, ces deux systèmes d'exploitation n'étant pas identiques.

La carte de commande CU comporte une seule entité fonctionnelle réalisée au moyen des entités logicielles suivantes
- un service de commande locale de connexion, CLCS;
- une entité logicielle de mise à jour, CUSUP;
- et un gestionnaire CUMGT.

Le fonctionnement de chaque carte coupleur MSC1,....

MSC5 comporte une phase d'initialisation lorsque cette carte est enfichée sur le fond de panier CR. Le gestionnaire LTMGT de terminaison de ligne est activé par le système d'exploitation LTOS lors du démarrage de la carte coupleur. Le gestionnaire de fond de panier, CRH, a besoin d'une table de routage pour acheminer des messages. Pendant la phase d'initialisation d'une carte coupleur, la table de routage du gestionnaire CRH est initialisée de telle manière que l'entité fonctionnelle LTla ne peut communiquer, via le fond de panier, qu'avec l'entité fonctionnelle LTlb de la même carte coupleur, pendant sa période d'initialisation. Il en est de même pour le gestionnaire LTMGT de l'entité LTlb.

Chacune des applications LTA de chaque entité fonctionnelle LTla, LTlb envoie alors un message appelé déclaration, à la fonction logicielle de transfert de messages, SW, locale, pour indiquer qu'elle est active. Ce message contient notamment: l'identificateur SUID de cette entité, l'identificateur LPX du processeur qui la supporte, et l'adresse physique de cette application, adresse à laquelle on peut lui adresser des messages. La fonction logicielle SW met à jour une table en y inscrivant ces informations et des adresses de processus associés à ces identificateurs SUID, ces processus permettant d'acheminer les messages destinés aux entités correspondant à ces identificateurs. La fonction logicielle SW transmet une copie de cette table au gestionnaire OMMGT de l'entité fonctionnelle OM1. Cette dernière reçoit aussi une table semblable en provenance de la fonction logicielle SW de l'entité fonctionnelle LTlb. Elle transmet une copie de ces tables à l'entité CUMGT de la carte de commande CU, qui les centralise pour tout le commutateur SS1.

Après cette phase d'initialisation, les entités fonctionnelles LTla et LTlb reçoivent une table de routage, et des mises à jour, fournies par la carte de commande CU via l'entité fonctionnelle OM1.

L'entité logicielle CUSUP échange avec chaque OMSUP des messages de bon fonctionnement, en utilisant l'entité lACS. L'entité OMSUP surveille le bon état de marche des entités LTla et LTlb par un balayage local. Elle peut donc renseigner l'entité CUSUP de l'état des processeurs. L'entité logicielle CUSUP avertit le gestionnaire CUMGT de toute modification de la configuration du commutateur.

Le gestionnaire CUMGT est responsable de
- l'initialisation et du maintien à jour d'une table de routage pour le fond de panier
- de l'établissement de sessions de communication par le service de communication interne IACS, avec les entités fonctionnelles OMMGT situées dans toutes les cartes coupleurs
- et de la sécurisation des données concernant le routage, dans le cas d'un redémarrage de la carte de commande CU.

Pour initialiser la table de routage concernant le fond de panier CR, et pour la maintenir à jour, le gestionnaire CUMGT distingue au moins deux états pour chaque entité fonctionnelle : hors service, et en service. Pour chaque coupleur, il distingue deux fonctions possibles : coupleur normal, ou coupleur secours. Le gestionnaire CUMGT est alerté par l'entité logicielle de mise à jour, CUSUP, notamment lors de l'ajout ou du retrait d'une carte coupleur. Le gestionnaire CUMGT établit une session de communication avec tous les gestionnaires OMMGT qui sont sur les autres cartes coupleurs MSC2, ..., MSC6. La table de routage est chargée dans les gestionnaires OMMGT de toutes les entités fonctionnelles OM, notamment OM1.

Les gestionnaires CUMGT et OMMGT mettent en oeuvre un protocole de gestion de données permettant de sauvegarder les contextes des coupleurs et la table de routage dans le cas d'un redémarrage du coupleur considéré. D'autre part, le gestionnaire CUMGT et les gestionnaires OMGT de toutes les cartes coupleurs restaurent la session du service de communication interne,
Le gestionnaire OMMGT reçoit la table de routage fournie par le gestionnaire CUMGT, lors de l'initialisation et lors de chaque mise à jour de cette table de routage. Le gestionnaire OMMGT communique ensuite cette table aux gestionnaires LTMGT respectifs des entités fonctionnelles LTla et LTlb de terminaison de ligne. D'autre part, le gestionnaire OMMGT informe l'entité logicielle de mise à jour,
CUSUP, lorsque l'une des entités fonctionnelles LTla et LTlb devient accessible, et lorsqu'elle devient inaccessible, en mentionnant l'identificateur LPX du processeur supportant 1 'entité considérée.

La fonction logicielle de transfert de messages, SW, a pour fonctions de
- Gérer les déclarations des applications LTA, c'est à dire informer l'unité fonctionnelle OM1 des identificateurs
SUID de ces applications.

- Traiter des messages
-- reçus en provenance de ces applications LTA,
-- ou retransmis par le gestionnaire de fond de
panier, CRH, lorsque celui-ci reçoit un message en pro
venance de l'interface de fond de panier, CRI;
-- ou retransmis par l'interface IMBPIb, en prove
nance de l'entité fonctionnelle OM1, via la boîte à let
tres IMBP.

La fonction logicielle SW analyse l'identificateur,
LPX, du processeur de l'entité fonctionnelle destinataire, qui est contenue dans chaque message qu'elle reçoit
- Si l'identificateur LPX indique que le message a pour destinataire une entité logicielle qui est exécutée par le même processeur que celui qui exécute la fonction logicielle SW, cette dernière utilise une table des identificateurs SUID des entités logicielles connues localement, pour retransmettre le message à l'entité destinataire.

- Si l'identificateur LPX indique que le message est destiné à l'une des applications OMA de l'entité fonctionnelle OM1, elle transfère le message à l'interface IMBPIb de l'entité LTla, pour transfert à la boîte à lettres IMBP de l'entité OM1
- Si l'identificateur LPX indique que l'entité logicielle destinataire n'est pas exécutée localement, la fonction logicielle SW transmet le message au gestionnaire de fond de panier, CRH, pour l'acheminer, via le fond de panier
CR, au moyen d'un mécanisme matériel assurant que le gestionnaire CRH récepteur a donné un tampon pour recevoir les données.

La figure 3 représente le schéma synoptique d'un deuxième exemple de réalisation du commutateur selon l'invention. Ce deuxième exemple comporte deux sous-ensembles SS1' et SS2. Le sous-ensemble SS1' est identique au premier d'exemple de réalisation SS1 décrit précédemment en se référant aux figures 1 et 2, sauf qu'il comporte une carte de commande CU différente car elle remplit des fonctions supplémentaires qui seront décrites plus loin ; et que le coupleur MSC6 est remplacé par une carte passerelle CIG. La carte CU peut être doublée pour la secourir en cas de défaillance. Le second sous-ensemble SS2 est destiné à être relié à des lignes à mode de transfert asynchrone : ATM1,
ATM2. Ces deux sous-ensembles sont constitués de cartes insérées sur un même fond de panier CR, dans un châssis CH1.

La carte passerelle CIG possède douze entrées-sorties parmi lesquelles cinq sont reliées respectivement à une entrée-sortie de chacune des cartes coupleurs à moyenne vitesse (non représentées) MSC1,..., MSC5 du sous-ensemble
SS1'. La carte passerelle CIG possède par ailleurs une entrée-sortie ATM, référencée A.

Le sous-ensemble SS2 comporte
- deux cartes coupleurs dites à haute vitesse, HSC1 et
HSC2, comportant chacune au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne ATM, non représentée
- deux cartes appliques AP1 et AP2, associées respectivement à ces cartes coupleurs HSC1, HSC2, et ayant chacune
-- une première entrée-sortie reliée respective
ment à une entrée-sortie ATM des cartes coupleurs HSC1
et HSC2
-- et une seconde entrée-sortie constituant res
pectivement l'un des ports d'accès ATM1 et ATM2 du com
mutateur, ces ports d'accès étant destinés à des lignes
ATM,
- une matrice de commutation ATM, référencée SE, ayant seize entrées-sorties dont trois sont reliées respectivement à l'entrée-sortie A de la carte passerelle CIG, et aux secondes entrées-sorties ATM des deux cartes coupleurs HSC1 et
HSC2.

Toute ces cartes sont reliées à la carte de commande
CU1 par des liaisons non représentées.

La matrice de commutation SE permet de commuter des cellules ATM d'un port d'accès ATM à un autre, mais permet aussi de commuter des cellules vers ou en provenance de la carte passerelle CIG pour connecter une ligne à relayage de trames à une ligne ATM. Les identificateurs LPX et SUID permettent de constituer des adresses utilisables aussi pour établir une communication entre une entité dite source et une entité dite destinataire, situées respectivement dans le sous-ensemble SS1' et le sous-ensemble SS2, via le fond de panier CR. Ces adresses sont respectivement de la forme (LPXs, SUIDs) et (LPXd, SUIDd) . L'établissement de cette communication consiste à déterminer un chemin entre ces deux adresses.

La figure 4 représente un troisième exemple de réalisation du commutateur selon l'invention, constitué du châssis CH1 décrit ci-dessus, sans aucune modification, et d'au moins un second châssis CH2, ces deux châssis étant reliés par une liaison inter châssis référencée ATML, à mode de transfert asynchrone. Le châssis CH1 comporte donc
- une carte de commande CU
- cinq cartes coupleurs à moyenne vitesse MSC1,....

MSC5, et cinq cartes appliques associées à celles-ci ; ces cartes appliques n'étant pas représentées et étant reliées à des liaisons à relayage de trames, non représentées
- une carte passerelle CIG1 ayant une entrée-sortie (par exemple ATM2) reliée à la liaison ATML
- deux cartes coupleurs à haute vitesse, HSC1 et HSC2, reliées à des liaisons ATM non représentées
- une carte SE matrice de commutation ATM
- et deux emplacements référencés X, réservés pour des cartes redondantes éventuelles.

Le châssis CH2 comporte
- une carte SE' matrice de commutation ATM
- cinq cartes coupleurs à moyenne vitesse MSCl' , .

liant CH2 à un troisième châssis par un autre port d'accès
ATM, etc.

La réalisation des cartes coupleurs HSC1, etc. . . et des appliques associées est classique.

Il est à noter qu'on peut prévoir deux cartes passerelles CIG dans chaque châssis, de façon à assurer le secours d'une carte passerelle par une autre en cas de défaillance.

Les identificateurs LPX et SUID permettent de constituer des adresses utilisables aussi pour établir une communication entre une entité dite source et une entité dite destinataire, situées respectivement dans le châssis CH1 et le châssis CH2, via la liaison ATML. Ces adresses sont respectivement de la forme (LPXs, SUIDs) et (LPXd, SUIDd)
L'établissement de cette communication consiste à déterminer un chemin entre ces deux adresses.

La figure 5 représente le schéma fonctionnel de la carte passerelle CIG1 et de la carte de commande CU. Cette carte passerelle CIG1 comporte deux entités fonctionnelles, OMl'et LT', analogues à celles décrites précédemment, mais l'entité LT' comporte deux entités logicielles supplémentaires
- une entité logicielle AAFD, appelée fonction d'adaptation ATM pour le trafic de données, qui émet et reçoit des cellules ATM sur l'entrée-sortie A qui est reliée à la matrice SE,
- et une entité logicielle AAFDI, appelée interface de la fonction d'adaptation ATM pour le trafic de données, qui a les fonctions suivantes
-- établir ou supprimer une connexion ATM dans la
matrice SE, à la demande du gestionnaire LTMGT', en
fonction d'informations de routage (une référence de
connexion, constituée par un identificateur de circuit
virtuel et une identité de conduit virtuel) lues dans
une table de routage appelée table de routage ATM propre
à cette carte passerelle ; l'entité AAFD fournissant en
retour, lorsqu'elle a établi une connexion ATM, une ré
férence de connexion qui correspond au routage réalisé
dans la matrice SE
-- émettre des messages vers le monde ATM, pour
acheminer ces messages vers les autres châssis ; la ré-
férence de connexion ATM étant lue dans la table de rou
tage ATM
-- et recevoir des messages en provenance du monde
ATM ; ces messages étant ensuite transférés à l'entité
logicielle destinataire qui est désignée par les identi
ficateurs LPX et SUID contenues dans l'en-tête du mes
sage.

Les entités fonctionnelles de la carte CIG1 et de la carte CU1, qui sont respectivement analogues aux entités fonctionnelles de la carte MSC1 et de la carte CU, portent les mêmes références avec l'attribut prime. La description donnée précédemment pour les entités fonctionnelles de la carte MSC1 et de la carte CU ne sera donc pas répétée entièrement, elle sera seulement complétée ci-dessous pour indiquer les particularités de fonctionnement de la carte passerelle CIG1 et de la carte de commande CU1.

L'entité de mise à jour CUSUP informe le gestionnaire
CUMGT de toutes les modifications de la configuration du commutateur. L'entité CLCS de service de commande locale de connexion informe le gestionnaire CUMGT de toutes les modifications concernant les connexions ATM. Le gestionnaire
CUMGT met à jour une seconde table de routage, appelée table commune de routage ATM, concernant le routage dans la matrice de commutation SE, et la diffuse aux gestionnaires
OMMGT de toutes les cartes coupleurs qui sont actives, via l'entité IACS.

Ainsi, le gestionnaire CUMGT initialise et maintient à jour : une première table de routage, pour chaque fond de panier CR, et une table commune de routage ATM. Par ailleurs, il mémorise le type de chaque carte qui lui envoie des messages, c'est-à-dire : carte de type coupleur, pour
MSC1,..., MSC5, HSC1,..., HSC3, ou carte de type passerelle, pour CIGi.

Le gestionnaire CUMGT de la carte de commande CU1 communique la table de routage pour le fond de panier CR, à toutes les entités OMMGT actives dans les cartes coupleurs MSC1,..., MSC5, et dans les cartes passerelles CIG1, etc, présentes dans le châssis CH1 considéré. Dans le cas où un commutateur est constitué de plusieurs châssis, les possibilités d'accès à d'autres châssis font partie des données à enregistrer dans la table de routage pour le fond de panier
CR.

Le gestionnaire CUMGT collabore avec l'entité logicielle CLCS de service de commande locale de connexion, pour établir des connexions ATM, internes au commutateur, entre les cartes passerelles CIG1, CIG2, etc appartenant respectivement aux différents châssis. Le gestionnaire CUMGT est averti par cette entité CLCS chaque fois qu'un processeur supportant une entité fonctionnelle de terminaison de ligne à relayage de trames devient actif dans une carte passerelle
CIG. Le gestionnaire CUMGT appelle alors l'entité CLCS pour établir une connexion ATM entre cette carte passerelle CIG1 et toutes les autres cartes passerelles CIG actives dans le commutateur.

Inversement, si le processeur (ou les processeurs) supportant la fonction de terminaison de ligne à relayage de trames dans l'une des cartes passerelles CIG n'est plus actif, le gestionnaire CUMGT appelle l'entité logicielle CLCS pour supprimer toutes les connexions ATM entre cette carte passerelle CIG et toutes les autres cartes passerelles CIG actives dans le commutateur. Chaque fois qu'une connexion
ATM est établie ou supprimée par le gestionnaire CUMGT, ce dernier met à jour la table commune de routage ATM en inscrivant la référence de cette connexion. Puis cette table mise à jour est communiquée à chacune des cartes passerelles
CIG qui est active, pour qu'elle mette à jour sa propre table de routage ATM.

En cas de redémarrage de la carte de commande CU, le gestionnaire CUMGT rétablit une session du service de communication interne, en collaboration avec l'entité logicielle
CLCS, et demande à celle-ci de vérifier quelles sont les connexions ATM qui sont déjà établies.

Chaque gestionnaire OMMGT reçoit les deux tables de routage fournies par le gestionnaire CUMGT, ainsi que leurs mises à jour. Le gestionnaire OMMGT d'une carte passerelle
CIG donnée a pour fonctions
- Recevoir la table commune de routage pour le fond de
panier de son châssis, et en déduire une table de rou
tage dite locale, en ajoutant dans la table de routage
commune , des informations qui sont fonctions de cette
carte passerelle. En effet, il y a généralement deux
cartes passerelles par châssis afin d'assurer une redon
dance. Chaque carte passerelle CIG se voit affecter une
partie des cartes coupleurs à moyenne vitesse MSC. L'af
fectation est faite selon un critère fixé, de proximité
ou de partage de charge. L'identité des cartes coupleurs
affectées est mémorisée dans cette table locale de rou
tage pour le fond de panier.

- Communiquer la table locale pour le fond de panier
au gestionnaire LTMGT' de l'entité fonctionnelle LT',
via une interface IMBPIa'.

- Communiquer la table locale ATM au gestionnaire
LTMGT' de l'entité fonctionnelles LT', via l'interface
IMBPIa' . Au moment du démarrage de la carte passerelle
CIG, sa table locale de routage ATM est initialisée de
façon à être vide. Chaque fois qu'une entité LTMGT' re
çoit une table commune de routage ATM mise à jour , elle
en déduit une table locale mise à jour, propre à cette
carte passerelle. Après la mise à jour, cette table de
routage ATM locale contient l'identité de circuit vir
tuel et de faisceau virtuel à utiliser pour communiquer
avec chaque carte passerelle CIG d'un autre châssis, via
l'entité logicielle AAFD d'adaptation ATM.

- En vue de la mise à jour de la table commune de rou
tage ATM, indiquer à l'entité fonctionnelle OMSUP'
l'identificateur LPX des processeurs qui deviennent ac
cessibles ou qui deviennent inaccessibles, selon l'ac
cessibilité des châssis et l'état des processeurs.

Le gestionnaire LTMGT' demande à l'entité AAFD d'établir une connexion ATM chaque fois qu'une nouvelle identité de circuit virtuel et de faisceau virtuel a été ajoutée à la table de routage ATM. L'entité AAFD répond en fournissant la référence d'une connexion. D'autre part, le gestionnaire
LTMGT' demande à l'entité AAFD de supprimer une connexion correspondant à une référence de connexion (identité de circuit virtuel et de faisceau virtuel) lorsque celle-ci a été supprimée dans la mise à jour de la table commune de routage
ATM.

En plus des fonctions décrites précédemment pour la fonction logicielle de transfert de messages, SW, des cartes coupleurs MSC dans le cas d'un châssis unique, la fonction logicielle SW' de la carte passerelle CIG a pour fonction de traiter les messages qui arrivent par l'entrée-sortie ATM, référencée A, et les messages qui arrivent par le fond de panier CR et qui sont destinés à un autre châssis.

Il faut distinguer deux cas, selon que la fonction logicielle SW' est implantée sur une carte passerelle CIG ou sur une carte coupleur MSC1,..., MSC6
- Dans le cas d'une fonction logicielle SW' située dans une carte passerelle CIG, l'identificateur LPX est analysé, et
-- Si il indique que l'entité destinataire est si
tuée dans le même châssis que la fonction logicielle
SW', cette dernière utilise la table des identificateurs
SUID d'entité logicielle pour transférer le message à
1 'entité destinataire.

-- Si l'identificateur LPX indique que l'entité
destinataire n'est pas située dans le même châssis, le
message doit être transféré par une connexion ATM, et
il est donc remis à l'entité logicielle AAFD d'adapta
tion ATM.

- Dans le cas dune fonction logicielle SW' située sur une carte coupleur MSC et qui reçoit un message, elle analyse l'identificateur de processeur, LPX, et si cet identificateur indique que l'entité logicielle destinataire n'est pas supportée par le même processeur que la fonction logicielle SW' considérée, celle-ci détermine alors si l'entité destinataire est, ou non, située dans le même châssis
-- Si elle est située dans le même châssis, le
message doit être transféré par le fond de panier CR,
par conséquent il est remis à l'entité logicielle CRH'
du gestionnaire de ce fond de panier.

-- Si l'entité destinataire est située sur un au
tre châssis, la fonction logicielle SW vérifie alors si
l'application expéditeur a demandé, ou non, un transfert
sécurisé, et elle vérifie si l'entité destinataire est
autorisée à recevoir des messages par un transfert sécu
risé
--- Si l'application expéditeur n'a pas demandé un
transfert sécurisé, le message est simplement trans
mis par une connexion ATM en utilisant l'entité
AAFD.

--- Si l'application expéditeur a demandé un
transfert sécurisé, le message est sauvegardé dans
une mémoire, par l'entité SW', pendant qu'il est
transféré au moyen d'un mécanisme de transfert du
type question-réponse entre l'entité expéditeur et
l'entité destinataire. Quand le message est traité
par l'entité SW' destinataire, celle-ci envoie un
accusé de réception. Le message est effacé de la mé
moire quand l'entité 5W' expéditeur a reçu cet accu
sé de réception. Si un accusé de réception n'est pas
reçu avant la fin d'une temporisation, le transfert
de message est répété.

L'entité logicielle CRH' gestionnaire du fond de panier remplit les mêmes fonctions dans le cas où il y a un châssis et le cas où il y a plusieurs châssis. Elle extrait de l'en-tête de chaque message l'identificateur LPX du processeur supportant l'entité destinataire du message. Puis elle lit dans la table de routage du fond de panier les informations nécessaires à l'interface CRI' du fond de panier pour acheminer ce message. Dans le cas particulier où le message est destiné à une entité située sur une carte placée dans un autre châssis, et si la carte considérée n'est pas une carte passerelle CIG mais une carte coupleur MSC à vitesse moyenne ou une carte coupleur HSC à haute vitesse, alors le message est transféré à une carte passerelle CIG qui est attribuée à la carte coupleur considérée. Une carte
CIG est attribuée à une carte coupleur de façon à partager les charges entre les cartes CIG d'un même châssis.

L'attribution est refaite chaque fois qu'une carte CIG est mise en service ou hors service dans le châssis.

Dans le sens de la réception, l'entité CRR' a pour fonction de scruter l'interface CRI' et de retransmettre les messages reçus par cet interface vers l'entité SW'.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1) Commutateur de trames de données, comportant au moins un premier sous-ensemble (CH1) comportant

- une pluralité de coupleurs (MSC1,. . ,MSC5, . .) dits à moyenne vitesse, comportant chacun au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne (LTla, LTlb) couplée à au moins une entrée-sortie pour des trames de données

- et des liaisons (CR) telles que chaque coupleur est relié directement à chacun des autres coupleurs à moyenne vitesse par au moins une liaison propre à ce coupleur

caractérisé en ce que, pour déterminer en temps réel les chemins pouvant relier entre elles les entités fonctionnelles de terminaison de ligne, il comporte

- dans chaque coupleur à moyenne vitesse (MSC1,...,MSC5,...), des premiers moyens de centralisation (OM1) pour centraliser au niveau de ce coupleur des informations sur l'état de toutes les entités fonctionnelles (LTla,

LTlb) de terminaison de ligne, situées dans ce coupleur

- des seconds moyens de centralisation (CU) commun pour l'ensemble du commutateur, pour

-- centraliser au niveau du commutateur toutes les

informations centralisées au niveau de chaque coupleur à

moyenne vitesse par les premiers moyens de centralisa

tion

-- et établir une première table de routage recen

sant tous les chemins existants entre des entités fonc

tionnelles de terminaison de ligne à relayage de trames,

qui sont actives.

2) Commutateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier sous-ensemble (CH1) comporte en outre

- une pluralité de coupleurs (HSC1, HSC2,...) dits à haute vitesse comportant chacun au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne à mode de transfert asynchrone, dit ATM

- au moins une passerelle (CIG) ayant

-- au moins une première entrée-sortie (A) cou

plée à au moins une entité fonctionnelle de terminaison

de ligne (LT') pour des cellules ATM,

-- et une pluralité d'entrées-sorties pour des

trames de données, reliées respectivement et directement

à chaque coupleur moyenne vitesse (MSC1,..., MSC5) par

des liaisons (CR) telles que chaque coupleur à moyenne

vitesse (MSC1,..., MSC5) est relié directement à une en

trée-sortie de la passerelle (CIG) par au moins une

liaison propre à ce coupleur

- une matrice (SE) de commutation ATM, reliée à une entrée-sortie de chaque coupleur à haute vitesse et à la première entrée-sortie (A) de la passerelle, pour établir des connexions ATM

- et en ce que les seconds moyens de centralisation (CU) initialisent et mettent à jour une seconde table appelée table commune de routage ATM, contenant les références de toutes les connexions ATM établies par ladite matrice dans ledit premier sous-ensemble (CH1).

3)Commutateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un deuxième sous-ensemble (CH2)comportant :

- une pluralité de coupleurs (MSC1',...,MSC5',...) dits à moyenne vitesse, comportant chacun au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne couplée à au moins une entrée-sortie pour des trames de données

- une pluralité de coupleurs (RSCl' HSC3', . .

à chaque coupleur moyenne vitesse (MSCl', . . ., MSC5', . .

trames de données, reliées respectivement et directement

-- et une pluralité d'entrées-sorties pour des

gne pour des cellules ATM,

au moins une entité fonctionnelle de terminaison de li

-- au moins une première entrée-sortie couplée à

- au moins une passerelle (CIG2) ayant

dits à haute vitesse comportant chacun au moins une entité fonctionnelle de terminaison de ligne ATM ; au moins un de ces coupleurs à haute vitesse du deuxième sous-ensemble étant relié par une ligne ATM (ATML) à un coupleur à haute vitesse du premier sous-ensemble

-- initialisent, et mettent à jour, une table commune de routage ATM, contenant les références de toutes les connexions ATM établies par la matrice dans ledit deuxième sous-ensemble (CH2).

deuxième sous-ensemble (CH2)

relayage de trames, qui sont actives dans le

des entités fonctionnelles de terminaison de ligne à

routage recensant tous les chemins existants entre

-- établissent en outre une première table de

coupleurs à moyenne vitesse

miers moyens de centralisation (OM1) de tous les

toutes les informations centralisées par les pre

-- centralisent en outre au niveau du commutateur

(CU) du premier sous-ensemble CH1)

et en ce que les seconds moyens de centralisation

- et des liaisons telles que chaque coupleur du deuxième sous-ensemble est relié directement à chacun des autres coupleurs du deuxième sous-ensemble par au moins une liaison propre à ce coupleur

une liaison propre à ce coupleur

une entrée-sortie de la passerelle (CIG2) par au moins

vitesse (MSCl' MSC5',...) est relié directement à

par des liaisons telles que chaque coupleur à moyenne

4)Commutateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que, si un des sous-ensembles (CH1, CH2) comporte plusieurs passerelles, un partage de charge entre ces passerelles est réalisé automatiquement lorsqu'il y a plusieurs chemins possibles entre les deux sous-ensembles (CH1, CH2).

5)Commutateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les entités fonctionnelles de terminaison de ligne (LTla, LTlb), les premiers moyens de centralisation (OM1), et les seconds moyens de centralisation (CU) comportent des entités logicielles désignées chacune par un identificateur prédéterminé (SUID) ; et comportent des processeurs désignés chacun par un identificateur (LPX) déterminé par des entités logicielles, en fonction de la configuration courante du commutateur

et en ce que, pour une communication entre deux entités logicielles

- chaque entité logicielle a une adresse comportant l'identificateur (LPX) du processeur exécutant cette entité, et l'identificateur (SUID) de cette entité

- cette communication entre deux entités logicielles peut avoir une qualité choisie parmi deux qualités

-- communication non sécurisée mais procurant une

performance maximale pendant une phase de transfert

de données,

-- ou communication sécurisée et adaptée aux

échanges conduisant à la phase de transfert de don

nées.