KR19980064825A - 에이.티.엠 스위치의 분산 버퍼링 시스템 - Google Patents

에이.티.엠 스위치의 분산 버퍼링 시스템 Download PDF

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KR19980064825A
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Abstract

본 발명은 입력채널로부터 출력채널로 에이.티.엠(ATM) 셀을 전송할 수 있도록 에이.티.엠(ATM) 스위치를 제공한다. 상기 스위치는 복수개의 입력 및 출력 포트를 구비하고, 상기 입력 및 출력 포트는 입력 및 출력채널에 각각 접속된다. 상기 에이.티.엠(ATM) 스위치는 또한, 상기 입력 포트중 어느 하나와 출력 포트중 어느 하나사이에 상기 셀을 상기 입력 포트에서 출력 포트 및 백프레서 신호회로로 전송할 수 있도록 스위치부를 구비한다. 각 입력 포트는 상기 입력 포트가 스위치 조직에 전송할 수 있는 것보다 입력채널로부터 더 빠르게 도착하는 셀들을 수용하는 입력 버퍼를 구비하고, 각 출력 포트는 셀들이 상기 출력 포트가 전송할 수 있는 것보다 더 빠르게 상기 스위치 조직으로부터 도착할 때, 셀들을 수용하는 출력 버퍼를 구비한다. 백프레서 신호회로는 정체된 출력 버퍼에서 셀을 출력 버퍼로 전송하는 입력 포트버퍼로 신호를 보냄으로써 상기 입력 포트버퍼는 전송을 멈춘다. 그리고 나서, 상기 출력 버퍼로 경로가 지정된 셀들은 상기 입력 포트버퍼에 저장된다.

Description

에이.티.엠 스위치의 분산 버퍼링 시스템
본 발명은 통신 네트워크에 관한 것으로, 특히 비동기 전송방식(ATM :Asynchronous Transfer Mode) 네트워크의 스위치에 관한 것이다.
일반적으로, 통신 네트워크에서의 데이터 전송은 스위치를 통해 네트워크의 다른 지점들 사이에 경로가 설정되어야 한다. 비동기 전송방식(ATM) 네트워크에서는 정보가 섞인 형태의 트래픽 스트림이 요구에 대한 대역폭 개념에 따라 전송된다. 데이터 단위, 즉 에이.티.엠(ATM) 셀들은 각 에이.티.엠(ATM) 셀의 변하는 요구에 따라 전송된다. 임계시간인 데이터 단위는 통신망 경로지정에서 우선순위가 주어진다. 임계정보인 데이터 단위는 셀 손실에 대항하여 우선순위가 주어진다. 영상, 음성, 컴퓨터 데이터 그리고 그 밖의 다른 정보를 다루는 능력은 미래의 표준통신망으로써 비동기 전송방식(ATM)의 광범위한 수용을 가져오게 되었다.
에이.티.엠(ATM) 스위치는 지연 및 손실을 최소화하도록 데이터 경로를 설정해야 할뿐만 아니라 비동기 전송방식(ATM) 네트워크에서 요구되는 광범위한 다양성은 상기 에이.티.엠(ATM) 스위치에 대한 큰 요구를 유발하였다. 특별히, 이전의 설계에서는 출력 포트가 그 출력채널에 전송하는 것보다 더 빠르게 도착하는 셀을 저장하도록 에이.티.엠(ATM) 스위치의 각 출력 포트에 버퍼를 위치시키게 된다. 버퍼는 셀 손실을 방지하도록 에이.티.엠(ATM) 스위치에 대한 요구를 다르게 버퍼링하기 위한 연산허용오차를 만든다. 이 개념의 변동은 에이.티.엠(ATM) 스위치의 모든 출력 포트에 의해 일반적으로 사용되는 저장 버퍼를 위치시키게 되었다.
이러한 다른 설계들은 복잡성, 높은 비용, 구성변화의 장애를 포함하여 다양한 결점을 가지게 된다. 또 다른 단점으로 단순한 버퍼링은 상기 출력 포트에 사용 가능한 버퍼링되는 양의 제한을 설정한다. 그러나, 출력 포트에서 통화폭주의 가능성은 출력 포트를 공급하는 많은 입력 포트와 직접적으로 관련된다. 상기 에이.티.엠(ATM) 스위치에 입력 포트가 많이 부가될수록 출력 버퍼를 압도의 가능성이 증가한다. 모든 출력 포트에 의해 공유되는 일반적인 버퍼를 설계하기 위해서는 수행능력이 향상되지 않게 된다. 만약 과다한 데이터가 출력 포트에 도착하면 공통버퍼의 많은 부분이 출력 포트로 귀결되는 셀에 의해 점유되거나 다른 출력 포트에 실용 불가능하게 된다. 이것은 문제를 야기할 수 있으며, 특히, 다중 서버의 네트워크에서 발생하게 된다. 현재의 발명은 높은 성능을 위해 분산된 버퍼링을 가지고 있거나, 설계의 더 큰 변조를 있게 허용하는 에이.티.엠(ATM) 스위치에 이런 문제들을 해결하거나, 사실상 완화한다.
본 발명은 다수의 입력채널로부터 다수의 출력채널로 에이.티.엠(ATM) 셀을 전송하는 에이.티.엠(ATM) 스위치를 제공한다. 상기 스위치는 다수의 입력 및 출력 포트를 가지고 있으며, 각각은 입력 및 출력채널에 각각 연결되고, 입력 포트중 각각을 상기 출력 포트중 각각에 상호 결합되는 스위치부와, 백프레서 신호회로를 가지고 있다. 각각의 입력 포트는 입력 포트가 상기 스위치부에 전송하는 것보다 더 빠르게 입력채널로부터 도달하는 셀을 수용하는 입력 버퍼를 가지고 있으며, 각각의 출력 포트는 출력 포트가 전달하는 것보다 스위치부로부터 셀이 더 빠르게 전달될 때 셀을 수용하는 출력 버퍼를 가지게 된다. 상기 스위치부는 셀들을 입력 포트로부터 출력 포트로 전송한다. 백프레서 신호회로는 정체된 출력 버퍼로부터 상기 출력 버퍼로 셀을 전송한(정체기간동안) 입력 포트 버퍼로 신호를 보냄으로써 입력 포트 버퍼는 전송을 멈추게 된다. 그리고 나서, 상기 출력 버퍼로 향한 셀들은 입력 포트 버퍼에 저장된다.
도 1은 본 발명에 따른 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링을 보인 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에이.티.엠(ATM) 스위치의 일반 구성에 대한 블록 구성도.
도 3은 도 2의 에이.티.엠(ATM) 스위치의 스위치 구조의 블록 구성도.
도 4는 도 3의 스위치 구조의 스위치 경로지정 소자의 요소들의 블록 구성도.
도 5는 도 3의 스위치 구조에서 스위치 경로지정 소자로 경로지정 필드의 사상을 보인 것이다.
도 6A는 경로지정 필드 태그의 소정값에 대한 스위치 조직의 유니캐스트(unicast) 접속의 셀 경로를 보인 것이다.
도 6B는 경로지정 태그 필드의 소정값에 대한 스위치 조직의 멀티캐스트(multicast) 접속의 셀 경로를 보인 것이다.
도 7은 도 5의 스위칭 경로지정 소자의 백프레서 제어부의 대표도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10:스위치 조직 11:스위치 경로지정 소자
12:동기버퍼 13:스위치 버스
14:백프레서 제어부 15:제어 버스
20:회선 이터페이스 모듈 21:입력 버퍼
22:출력 버퍼 23:입력 포트
24:출력 포트 25:스위치부
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에이.티.엠(ATM) 스위치의 일반적인 구조 및 이 분산 버퍼링시스템을 도시한 것이다. 각각의 입력채널은 입력 버퍼(21)를 가진 입력 포트(23)를 통해 연결되고, 각각의 출력채널은 출력 버퍼(22)를 가진 출력 포트(24)를 통해 연결된다. 상기 입력 버퍼(21)와 출력 버퍼(22)는 입력 에이.티.엠(ATM) 셀을 입력 버퍼(21)로부터 적당한 출력 버퍼(22)(그리고 출력 포트)로 경로지정시킴으로써 스위치부(25)에 연결된다. 셀들은 입력 포트(23)중의 어느 하나를 통해 상기 에이.티.엠(ATM)으로 들어간다. 만약 스위치부(25)가 정체되지 않았다면, 셀들은 스위치부(25)를 통해 하나 또는 그 이상의 출력 포트(24)로 전송된다. 출력 포트(24)가 아직 셀을 전송하지 않았다면, 도착된 셀은 곧바로 출력 포트(24)를 통해 접속된 출력채널로 진행한다. 그렇지 않으면 상기 출력 포트(24)가 셀을 상기 출력채널로 전송할 준비가 될 때까지 셀은 출력 버퍼(22)에 수용된다.
다중 입력 포트(23)로부터의 셀은 상기 출력 버퍼(22)가 정체되거나 오버플로워되도록 같은 목적지의 출력 포트(24)에 수렴될 수 있다. 백프레서 신호회로(미도시)는 이 단계에서 작동하게 된다. 만약 입력 버퍼(21)가 셀을 정체된 출력 버퍼(22)로 전송하게 되면 상기 백프레서 신호회로는 입력 버퍼(21)에 정지신호를 보냄으로써 상기 포트(23)가 셀의 전송을 차단한다. 상기 포트(23)의 입력채널로부터 도착한 셀들은 상기 포트(23)의 입력 버퍼(21)에 저장된다. 정체된 출력 버퍼(22)가 소정의 임계값 이하로 비게 된다면, 즉, 상기 버퍼(22)가 더 이상 정체되지 않는 것과 같이, 백프레서 신호회로는 상기 스위치부(25)로 전송을 다시 하기 위해 이미 스위치부(25)로의 전송재개를 차단한 입력 버퍼(21)로의 상기 멈춤신호를 제거한다.
이러한 분산 버퍼링시스템으로, 상기 입력 버퍼(21)는 정체된 출력 버퍼(22)가 구비되는 일반적인 출력 포트(24)로 지정된 셀들을 함께 저장할 수 있게 된다. 이것은 각각의 출력 포트(24)에 이용 가능한 버퍼링의 양을 정체의 원천인 입력 포트(22)의 수와 함께 증가하도록 허용한다.
도 2는 본 발명에 따른 에이.티.엠(ATM) 스위치의 구체적인 실시예를 보인 것이다. 상기 입력 포트(23) 및 출력 포트(24)는 회선 인터페이스 모듈(20)에 통합되고, 각각의 회선 인터페이스 모듈(20)은 수 개의 입력 및 출력 채널에 연결된다. 시분할 다중 버스는 스위치부(25)에도 사용될 수 있는 반면, 다중 스위칭 소자를 가지고 있는 스위치 조직(10)은, 아래에서 묘사된 바와 같이, 상기 에이.티.엠(ATM) 스위치에 아주 적합한 것으로 여겨진다.
비동기 전송방식(ATM) 네트워크를 통해 이동하는 에이.티.엠(ATM) 셀들은 회선 인터페이스 모듈(20)을 통해 진입하고, 상기 스위치 조직(10)을 통해 경로지정하고, 다른 회선 인터페이스 모듈(20)을 통해 상기 네트워크로 빠져나간다. 상기 스위치는 또한, 제어 버스(15)를 통해 상기 회선 인터페이스 모듈(20) 및 스위치 조직(16)과 통신하는 제어부(16)를 구비한다. 상기 제어부(16)는 상기 회선 인터페이스 모듈(20)과 스위치 조직(10)을 구성 및 감시한다.
상기 제어부(16)는 호출 준비, 관리, 그리고 분해를 포함한 호 접근 제어기능을 제공하고, 네트워크 관리를 위해 접속 및 통계적 링크를 유지할 수 있도록 상기 회선 인터페이스 모듈(20)에 의한 측정된 정보를 처리한다. 조작측면에서 보면, 시그널링 및 관리 셀은 상기 제어부(16)로/로부터 전송된다. 이러한 셀들은 스위치 조직(10)을 통해 출력 모듈(20)에 보내진 후, 상기 제어부(16)에 의해 수신된다. 상기 시그널링 및 관리 셀들은 상기 출력 모듈(20)에서 제거되어 상기 제어버스(15)를 통해 상기 제어부(16)로 보내진다. 상기 제어부(16)는 제어 버스(15)에 의해 이러한 셀들을 입력 모듈(20)에 보냄으로써 시그널링 및 관리 셀을 네트워크에 전송한다. 상기 셀들은 상기 스위치 조직(10)을 통해 출력 모듈(20)로 경로지정되어 네트워크에 전송된다.
상술한 정보들이 상기 제어부(16)에 도달하기 전, 또는 상기 제어부(16)에 의해 생성된 상기 정보가 스위치 조직을 떠나기 전에 상기 스위치 조직(10)을 통해 제어부(16)로 상기 제어정보들을 보냄으로써 각각의 다중 제어부(16)는 호 제어와 함께 고정된 수의 회선 인터페이스 모듈(20) 및 상기 스위치 조직이 많은 수의 포트로 확장될 때 중앙의 프로세서를 통해 보내진 네트워크 관리 메시지를 감시할 수 있게 된다. 제어 및 네트워크 관리 설계에 있어서의 이러한 모듈성은 에이.티.엠(ATM) 스위치의 기능의 확장을 기꺼이 허용한다. 상기 제어부(16)와 같이, 제어 및 관리 처리용량은 상기 회선 인터페이스 모듈(20)과 같이, 더 많은 스위칭 용량에 더해진다.
회선 인터페이스 모듈(20)은 할당되지 않은 셀들의 삽입과 삭제를 포함하여 회선 및 접속기능, 물리계층 링크종단, 상기 조직(10)에 의해 사용되도록 경로지정 태그로 에이.티.엠(ATM) 셀 헤더정보의 변환, 트래픽 감시(policing), 셀 비율 분리 모든 것을 지원한다. 각각의 회선 인터페이스 모듈(20)은 또한, 셀 손실, 태그된 셀, 보내진 셀 그리고 각 접속에서 잃어버린 셀들을 측정한다. 한편, 회선 인터페이스 모듈(20)로부터 수신된 셀들을 하나, 또는 그 이상의 회선 인터페이스 모듈(20)로 경로를 지정하는 스위치 조직(10)은 아래에서 설명될 백프레서가 적용되는 동안 많은 수의 셀과 셀 손실량을 측정함으로써 정체상태에서 순차-레벨 통계를 유지한다.
각각의 회선 인터페이스 모듈(20)은 에이.티.엠(ATM) 교환기의 네 개의 입력 포트(23)와 네 개의 출력 포트(24)를 구성하고, 에이.티.엠(ATM) 셀이 수신되는 통신 회선에 각 입력 버퍼(21)가 연결된다. 출력 포트(24)의 각 출력 버퍼(22)는 셀들이 전송되는 통신 회선에 연결된다.
에이.티.엠(ATM) 스위치의 대용량의 버퍼링 용량은 입출력장치로써 동작하는 회선 인터페이스 모듈(20)과 스위치 조직(10)의 몇몇 버퍼링사이에 분산된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 설명된 소정 에이.티.엠(ATM) 스위치를 위하여 각각의 입력 버퍼(21)는 7000 셀을 수용하는 용량을 지녔고, 각 출력 버퍼(22)는 2000 셀을 수용하는 용량을 지녔다. 상기 버퍼링은 시간-임계 데이터로 인한 지연을 피하는 동안 버스티(bursty) 트래픽으로 인한 셀 손실을 최소화한다. 상기 스위치는 셀 우선순위보다는 접속기반에 따라 셀을 잃어버린다. 상기 통화폭주 유발 데이터의 송신자는 에이.티.엠(ATM) 교환기의 다른 사용자에 비하여 보다 곤란하게 된다.
상기 입력 및 출력 버퍼보다 훨씬 작음에도 불구하고 상기 스위치 구조(10)에서의 버퍼링은 같은 출력 포트의 셀들간에 회선쟁탈이 있을 때 상기 스위치 조직(10)을 통해 셀들이 이동을 지속하게 허용한다. 같은 목적지(포트)로 향하는 다른 접속으로부터 셀들의 버스트에 의해 야기된 정체가 있을 때 상기 회선 인터페이스 모듈(20)에서의 대용량 버퍼링은 동작한다.
상기 스위치구조(10)는 도 3에서 구체적으로 도시된다. 상기 스위치 조직(10)은 4×4 스위치 경로지정 소자(SRE: Switch Routing element)(11)가 구비되어 16포트 버퍼된 베네스(Benes) 상호접속 네트워크이다. 즉, 각각의 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 4개의 입력 포트와 4개의 출력 포트를 구비한다. 상기 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)의 최 좌측 열은, 도 3에서 도시된 바와 같이, 회선 인터페이스 모듈(20)의 입력 포트에 각각 연결된다. 이러한 각 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)의 네 가지 출력 포트는 차례로 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)의 중간열의 입력 포트에 연결된다. 상기 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)의 중간열의 출력 포트는 스위치 경로지정 소자(SRE)의 맨 오른쪽 입력 포트에 연결된다. 이러한 스위치 경로지정 소자(SRE)들의 출력 포트는 회선 인터페이스 모듈(20)의 출력 포트에 연결된다.
스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 상기 셀 헤더의 경로지정 태그내의 비트에 의해 자신의 입력 포트중 어느 하나로부터 적정 출력 포트로 각 개별 에이.티.엠(ATM) 셀을 경로지정한다. 상기 제어버스(15)에 직접 연결된 조직 제어버스(17)는 상기 제어부(16)가 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)를 프로그램하고, 그들의 상태를 판독할 수 있도록 허용한다. 조직 베이스 클록(FBCLK: fabric base clock)신호는 상기 스위치 조직(10)을 통해 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)에서 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)로 전송하도록 상기 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)에 의해 수행된 셀의 속도를 설정한다. 이것은 상기 스위치 조직(10)의 내부 링크속도를 결정한다.
4×4 완전 비블록킹 소자인 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)의 각 소자들은 도 4에 도시된 다. 각각의 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 각각이 회선 인터페이스 모듈(20)의 출력 포트 또는, 다른 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)와 연결된 네 개의 동기버퍼(12)를 구비한다. 상기 동기버퍼(12)는 네게의 출력선택부(18)에 순서대로 연결된 스위치 버스(13)에 연결된다. 상기 동기버퍼(12)가 2 셀을 수용할 수 있는 반면 각각의 출력선택부(18)는 32 셀을 수용할 수 있다. 그러므로, 각 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 한번에 최고 136 셀을 저장할 수 있다. 정체문제를 해결하기 위해서, 상기 스위치 경로지정 소자(11)는 상기 출력선택부(18)중 어느 하나 각각으로부터 백프레서 신호를 수신하고, 동기버퍼(12)중 어느 하나 각각에 상기 백프레서 신호를 전달할 수 있는 백프레서 제어부(14)를 구비한다. 제어 인터페이스부(19)는 제어 조직버스(17)로 연결된 제어포트를 통해 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)를 위한 제어 및 시그널링 기능을 처리한다.
상기 셀들이 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)에 전송되는 속도로 동기버퍼(12)에 셀들은 클록된다. 네 개의 동기버퍼(12)로부터의 셀들은 상기 스위치 버스(12)를 통해 다중화된다. 상기 출력선택부(18)는 각 셀의 경로지정 태그를 읽고, 상기 셀들을 각자의 출력 포트로 각각 경로지정한다. 각각의 출력선택부(18)는 상기 셀 헤더에서 멀티캐스트 경로지정필드(M필드) 또는, 유니캐스트 경로지정필드(S필드)를 읽는다. 경로지정 태그필드로 스위치 경로지정 소자(SRE) 위치의 사상은 도 5에 도시된다.
상기 스위치 조직(10)에서 상기 스위치 경로지정 소자(SRE)의 첫 번째 단계는 모두 S 필드를 읽도록 프로그래밍된다. 이러한 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)들은 다른 소스들로부터 나온 모두를 스위치 경로지정 소자(11)를 통해 통과하는 셀과 같이, 상기 동일한 경로지정 태그를 사용할 수 있다. 더 나아가 S 필드값은 상기 셀이 가게 될 두 번째 단계 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)를 결정한다. 상기 셀들은, 아래의 표에서 설명된 바와 같이, 스위칭 소자 출력으로 경로지정된다.
S 필드 값 출력 포트
0 0
1 1
2 2
3 3
S 필드에서 1의 값을 갖는 셀은 첫 번째 단계에서의 스위치 경로지정 소자(11)에 의해 포트1로 경로가 지정된다. 이러한 셀은 상기 셀이 상기 방향으로 경로지정된 스위치 경로지정 소자(SRE)에 관계없이 스위치 경로지정 소자(SRE)(21)로 이동한다.
두 번째 단계의 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 또한, 동일한 필드를 사용한다. 그러나 이러한 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)들은 세 번째 단계에서 상기 셀들을 다중 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)로 경로를 지정할 수 있도록 하므로써 이러한 스위치 경로지정 소자(SRE)들은, 도 5에 도시된 상기 경로지정 태그의 M1 필드와 같이, 상기 경로지정 태그에 M(또는 멀티캐스트) 필드를 읽도록 프로그래밍된다.
M 필드에 있어서, 상기 필드의 각 개별적 비트에 '1'인 값은 셀이 자신의 출력 포트로 귀결된 출력선택부(18)를 지정한다. 사상은 다음과 같다.
M 필드
비트 3 비트 2 비트 1 비트 0
│ │ │ └───── 포트 0
│ │ └────────── 포트 1
│ └──────────────── 포트 2
└────────────────────── 포트 3
그러므로, M1 필드에 '1011'의 비트 패턴을 지닌 셀이 스위치 조직(10)의 두 번째 단계에서 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)에 도착하면, 포트'0', '1', 그리고 '3'을 위한 상기 출력선택부(18)는 출력선택부(18)내에서 상기 스위칭 버스로부터의 셀을 버퍼에 복사한다. 상기 셀의 복사본은 결국은 출력 포트'0', '1' 그리고 '3'을 통해 상기 스위치 조직의 세 번째이자 마지막 단계에서 상기 스위칭 소자 '30', '31' 그리고 '33'으로 전송된다.
상기 스위치 조직(10)의 세 번째 단계에서 상기 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 스위치 조직 자신의 출력에 셀들을 직접 경로지정한다. 멀티캐스팅 용량을 위해서, 이러한 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 상기 셀 헤더의 경로지정 태그에서 상기 'M'(멀티캐스트) 필드를 사용한다. 게다가 단지 셀들을 출력 포트의 다른 조합으로 경로지정할 수 있게 된다. 마지막 각 단계의 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)가 단지 네 개의 스위치 조직 출력 포트에 연결되었기 때문에, 세 번째 단계의 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 반드시 경로지정 단계에서 뚜렷한 'M' 필드를 가져야 한다. 그래서, 상기 스위치 경로지정 소자(SRE)'30', '31', '32' 그리고 '33'은 필드 'M2', 'M3', 'M4' 그리고 'M5'를 읽을 수 있도록 각각 프로그램된다. 이들 필드의 동작은 정확히 'M1' 필드와 같다.
도 6A와 6B는 각각 예시된 경로지정 태그로 스위치 조직(10)을 통한 유니캐스트 연결과 멀티캐스트연결을 설명하고 있다. 다양한 단계의 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)사이의 굵게 표시된 선들은 셀의 경로지정을 도시한 것이다.
상기 셀들의 목적버퍼가 초과되어 채워지면 셀들이 전송에서 손실됨으로써 더 이상 셀들을 저장할 수 없게 된다. 이런 발생을 줄이기 위해서, 에이.티.엠(ATM) 스위치의 버퍼들은 백프레서 신호회로를 통해 상호 협조한다. 초과신호로써 백프레서신호는 목적버퍼에 의해, 예를 들어 임계값을 초과하여 채워지는 것과 같이, 정체된 상기 셀로 전송을 시도하는 스위치 경로지정 소자 또는, 회선 인터페이스 모듈(20) 어느 소스에도 적용된다. 도 7은 상기 스위치 조직(10)에서 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)의 세 번째 단계를 통해 입력채널에서 입력 버퍼(23)로의 입력 셀의 경로를 설명한 대표도이다. 상기 에이.티.엠(ATM) 스위치를 통해 셀을 전송하도록 상기 데이터 접속연결을 병렬로 하는 것은 셀 소스로 초과신호를 돌려보낼 수 있도록 각 버퍼에 백프레서 신호접속이 존재한다.
각 출력 버퍼(24)는 상기 스위치 조직(10)의 세 번째 단계에서 네 개가 연결된 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)에 초과신호를 보낸다. 각 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)의 세 번째 단계는, 두 번째 단계의 각 스위치 경로지정 소자(11)가 상기 첫 번째 단계에서 상기 네 개가 연결된 스위치 경로지정 소자(11)에 초과신호를 송출하는데 반하여, 두 번째 단계(11)에서 네 개가 연결된 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)로 초과신호를 송출한다. 상기 초과신호는 상기 정체된 목적버퍼에 의해 상기 셀을 보내는 소정의 소스로 지시된다. 상기 초과신호는 상기 소스에서의 전송능력을 떨어뜨리고; 전송은 상기 목적버퍼가 자신의 정체된 셀을 전송하고, 상기 억지된 소스의 전송능력을 향상시킬 수 있을 때 재개된다.
상기 스위치 구조(10)의 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)에서, 상기 출력선택부(18)는, 출력선택부(18) 자신의 버퍼가 임계치를 초과하여 채우면, 상기 백프레서 제어부(14)로 초과신호를 보낸다. 백프레서 신호를 받음과 동시에 상기 백프레서 제어부(14)는 셀들을 정체된 출력선택부(18)로 보내려고 시동하는 하나 또는, 그 이상의 동기버퍼(12)로 상기 신호를 경로지정한다. 상기 셀은 동기버퍼(12)에서 읽혀지지 않고, 입력 포트가 선택되는 다음시간까지 상기 동기버퍼(12)의 셀들은 거기에 남겨진다. 상기 출력선택부(18)의 버퍼의 상태는 다시 체크된다. 이러한 과정은 상기 버퍼가 셀을 위한 공간을 가지게 될 때까지 반복된다.
상기 백프레서 신호회로가 상기 스위치 조직(10)을 통해 상기 출력 포트(24)의 버퍼(22)와 입력 포트(23)의 버퍼(21)를 결합시키는 반면에 버퍼(22)와 버퍼(24)를 직접 연결하는 백프레서 신호회로가 선호됨을 유의한다. 마치 시분할 다중버스처럼 버퍼(22)(24)사이의 상기 스위치부(25)가 아무런 버퍼링 용량을 가지고 있지 않을 때 이것은 사실이 된다. 물론, 입력 버퍼(22)와 출력 버퍼(24)간의 셀 이동에서 시간지연은 보통속도 이하의 임계치로 설정함으로써 백프레서 신호회로에 의한 것으로 여겨진다.
모든 적용에서, 상기 에이.티.엠(ATM) 스위치는, 상기 출력회선의 속도를 초과하는 상기 동일한 출력 포트로 다중접속의 일시 대역폭에 경로가 지정되고, 상기 회선 인터페이스 모듈(20)의 상기 출력 버퍼(22)가 채워지기 시작하면 효과적으로 출력-대기(Output-queue)된다. 상기 버퍼(22)가 채워질 때, 백프레서 신호는 상기 스위치 조직부(10)의 이전 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)로 보내진다. 상기 스위치 경로지정 소자(SRE)(11)는 자신의 버퍼가 채워져 있지 않는 한 상기 백프레서 신호를 상기 소스로 진행시킨다. 마지막으로, 상기 회선 인터페이스 모듈(20)의 입력 버퍼(21)는 백프레서 신호를 수신하므로써 충전이 시작된다. 상기 입력 및 출력 버퍼(21)(22)의 현재 크기는 상기 스위치가 파일서버와 클라이언트 또는, 분산 처리환경의 노드사이의 데이터 트래픽 이송에 유용한 5밀리초(622Mbps에서)까지 데이터의 버스트(burst)를 처리하도록 해준다.
이상은 본 발명의 소정 실시예의 완벽한 설명이지만, 다양한 교체, 변형 그리고 동등한 것이 사용될 수 있다. 위에서 서술된 실시예로 적정 변형을 만들게 됨으로써 본 발명은 동등하게 적용될 수 있음이 명확하다. 그러므로, 본 발명은 특정 실시예를 참고로 설명된 반면에, 그 설명이 본 발명을 설명하는 것뿐이며 본 발명에 한계를 긋기 위해 설명되는 것은 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템은 높은 성능을 위해 분산된 버퍼링을 가지고 설계의 더 큰 변조를 있게 허용하는 에이.티.엠(ATM) 스위치를 구비함으로써 같은 출력 포트의 셀들간에 회선쟁탈이 있을 때 이동을 지속적으로 허용하고, 야기된 정체를 해소할 수 있게 되는 효과를 가지게 된다.

Claims (9)

  1. 다수의 입력채널에서 다수의 출력채널로 셀을 전송하는 에이.티.엠(ATM) 스위치에 있어서,
    각각이 상기 입력채널중의 어느 하나와 연결되어 상기 입력채널로부터 셀을 수신하고, 상기 입력 포트의 전송보다 더 빨리 셀들이 상기 입력채널로부터 도착할 때 상기 셀들을 수용하는 다수의 입력 버퍼를 구비하는 다수의 입력 포트와;
    각각이 상기 출력채널중의 어느 하나와 연결되어 상기 출력채널로 셀을 전송하고, 상기 출력 포트의 전송보다 더 빨리 상기 입력 포트로부터 셀들이 도착할 때 상기 셀들을 수용하는 다수의 출력 버퍼를 구비하는 다수의 출력 포트와;
    상기 입력 포트중 어느 하나와 상기 출력 포트중 어느 하나에 각각 접속되고, 상기 입력 포트에서 출력 포트로 셀들을 전송하는 스위치부와;
    각 출력 포트의 각 출력 버퍼와 각 입력 포트의 각 입력 버퍼간에 접속되고, 상기 입력 포트버퍼가 전송을 멈추어 상기 출력 버퍼로 경로가 설정된 셀들을 상기 입력 포트버퍼에 저장할 수 있도록 정체된 출력 버퍼에서 즉각적으로 셀을 상기 입력 버퍼로 전송하는 백프레서 신호회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
  2. 제1항에 있어서 백프레서 신호회로는,
    상기 스위치부를 통해 각각의 출력 버퍼와 입력 버퍼사이에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
  3. 제1항에 있어서 스위치부는,
    시-분할 다중버스를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
  4. 제1항에 있어서 상기 스위치부는,
    다단 상호접속 네트워크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
  5. 제4항에 있어서 다단 상호접속 네트워크는,
    스위치 조직을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
  6. 제5항에 있어서 스위치 조직은,
    적어도 크기의 순서에 의해 상기 스위치 조직을 초과하는 용량을 갖는 상기 입력 및 출력 버퍼를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
  7. 제1항에 있어서 각 입력 버퍼는,
    출력 버퍼보다 두 배 이상의 용량을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
  8. 제1항에 있어서 각 입력 버퍼는,
    약 7000 셀 정도의 용량을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
  9. 제1항에 있어서 각 출력 버퍼는,
    약 2000 셀 정도의 용량을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 에이.티.엠(ATM) 스위치의 분산 버퍼링 시스템.
KR1019970078914A 1996-12-30 1997-12-30 에이.티.엠 스위치의 분산 버퍼링 시스템 KR19980064825A (ko)

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