NL9101345A - Telecomputer pakket schakelsysteem. - Google Patents

Description

UITTREKSEL

Uitgaande van een hardware en software structuur, wordt een geavanceerd multiverwerkend-multiverwerkingseen-heid generatiesysteem geconfigureerd, dat met verschillende netwerken kan worden verbonden, aldus een hoge concentratie van lijnen met lage snelheid toestaand, alsmede een bestu-ringsstation dat bewerkingsfunkties uitvoert, en een terminal die een interactie met het systeem mogelijk maakt en voorzien is van middelen om een DC/DC convertor bij elk element van de eenheid te voeden.

Telecomputer pakket schakelsysteem

De huidige uitvinding heeft betrekking op een telecomputer pakket schakelsysteem gevormd door een hardware gedeelte en een software gedeelte dat een geavanceerd multiverwerkend-multiverwerkingseenheid generatiesysteem vormt, het duidelijke doel waarvan daarin ligt dat het voorzien is van een hardware en software structuur dat volledig gedistribueerd en foutbestendig is, met een flexibele configuratie en een behering op afstand door het systeem zelf, het schakelen en zenden beherend van informatie welke voorafgaand opgesplitst is in pakketten tussen een bron en een bestemming, waarbij de verschillende protocollen specifiek zijn.

De uitvinding vindt toepassing in de telecommunicatietechniek.

Op dit moment is het bestaan bekend van verscheidene pakket schakelsystemen, allen bestemd voor het uitvoeren van gegevensschakeling in de vorm van pakketten tussen een bron en een bestemming.

Het blijkt echter dat in alle bekende systemen, om het pakketschakelen te effectueren, deze systemen zich niet verenigen met verschillende meer uitgebreide typen van modems die in de handel verkrijgbaar zijn, dat is, de geïntegreerde modems.

Analoog, is het nu gebleken dat deze elektronische schakelsystemen zouden moeten vertrouwen op een grotere pakket schakelcapaciteit en, tegelijkertijd, op een gege-venslijnverbinding, welke een betere servicekwaliteit dient te bevatten.

Als een gevolg van het bovenstaande, zou de werking van netwerken gevormd met de toepassing van een adequaat systeem veel beter zijn en zou de kostprijs van configuratie per lijn lager zijn.

Bovendien zou dit mogelijk maken om gegevensver-bindingen met hogere snelheid in te voeren, met het vermo gen om een grote verscheidenheid van fysieke verbindingen te dragen.

Tenslotte, wordt het als geschikt beschouwd wanneer dit systeem een bepaling en implementatie van de fysieke niveaus van gegevensverbindingen zou hebben voor de verbinding met digitale transmissienetwerken.

Niettemin, is het tot op vandaag niet bekend dat nu bestaande telecomputer pakket schakelsystemen die in de handel verkrijgbaar zijn de bovengenoemde, als passende beschouwde eigenschappen bezitten.

Het telecomputer pakket schakelsysteem zoals voorgesteld door deze uitvinding vormt een efficiënte oplossing voor de verbetering van de vermogens van andere telecomputer pakket schakelsystemen die nu bestaan, met betrekking tot zowel het pakket schakelvermogen als de lijnverbindingen, en tevens voor de servicekwaliteit, kostprijs, bewerking van de gegevensnetwerken, snelheid en bepaling van gegevensverbindingen, flexibiliteit om zichzelf aan te passen aan verschillende gegevensnetwerken en de implementatie van nieuwe diensten en talrijke faciliteiten.

Het hierna beschreven telecomputer pakket schakelsysteem wordt in hoofdzaak gevormd door een hardware gedeelte en een software gedeelte. In wezen is het een geavanceerd generatiesysteem, multiverwerkend-multiverwer-kingseenheid, met een volledig gedistribueerde hardware en software structuur, foutbestendig, van flexibele configuratie en behering op afstand door het netwerk zelf.

De hardware wordt gevormd door: - een netwerkstation - een besturingsstation - de bewerkingsterminals

Het netwerkstation voert een pakket schakelfunktie uit, een hoge lijnconcentratie met lage snelheid en de verbinding aan de volgende typen van netwerk toestaand: 1. Met het geschakelde telefoonnetwerk, ofwel rechtstreeks ofwel via een modem.

2. Rechtstreeks met het IBERMIC netwerk, via lijnen met hoge en erg hoge snelheid.

3. Met andere pakket schakelnetwerken, via toepassingsgerichte lijnen.

4. Het maakt bovendien een rechtstreekse verbinding met abonnees mogelijk door middel van toepassingsgerichte lijnen, alsook de implementatie van de noodzakelijke elementen om toekomstige typen van netwerk te verbinden wanneer deze zich aandienen.

Aan het netwerkstation, kunnen wij drie exact gedifferentieerde delen onderscheiden: A. - Het verbindingsnetwerk B. - De bewerkingseenheden C. - De lokale verbindingshoofdlijn.

De lokale verbindingshoofdlijn bestaat uit een seriegewijze hoofdlijn, gevormd door drie delen:

Cl.- Een voor het distribueren van het kloksig- naal.

C2. - Een andere voor het zenden van gegevens van de bewerkingseenheidelementen naar de verbindingseenheid.

C3. - Een andere voor het zenden van gegevens van het verbindingsnetwerk naar de bewerkingseenheidelementen.

De bewerkingseenheden worden fysiek gevormd door een verzameling van elementen die onderling met elkaar en met een element van het verbindingsnetwerk verbonden zijn door de lokale verbindingshoofdlijn.

De communicatie tussen de verschillende elementen van een bewerkingseenheid en tussen deze en die van andere bewerkingseenheden wordt uitgevoerd door middel van de lokale verbindingshoofdlijn.

Het systeem bevat drie typen van bewerkingseenheden die verschillen van elkaar door de funktie die ze uitvoeren: - Pakket schakeleenheden die de pakket schakel-funktie uitvoeren en de externe gegevenslijnen voeden.

Besturings- en supervisie-eenheden, die de besturingsfunkties voor het systeem centraal uitvoeren, zoals bijvoorbeeld schijfmassa geheugenopslag, communicatie met het besturingsstation voor bewerkingsfunkties en andere.

- Besturings- en schakeleenheden, die het pakket schakelen en de centrale besturingsfunkties van het systeem uitvoeren, dit type van bewerkingseenheden is nuttig voor het voeden van een beperkt aantal van lijnen.

Het verbindingsnetwerk, dat gevormd wordt door een variabel aantal van netwerkelementen, maar van alle rechtstreeks met elkaar verbonden zijn en via de anderen, een plat rooster vormen dat, op zijn beurt, een uniforme groei mogelijk maakt, alternatieve wegen tussen willekeurig twee elementen van het netwerk verschaft.

Het besturingsstation wordt gevormd door één of meerdere computers, afhankelijk van de vereeiste capaciteit, alsmede door de noodzakelijke randeenheden, zoals console of dumpinrichtingen die de software-overdraagbaar-heid ontwikkeld voor het besturingsstation verzekert.

In het besturingsstation zijn de bewerkingsfunk-ties ondergebracht die de informatiebewerking en besturing uitvoeren, die betrekking hebben op het systeembeheer en onderhoud.

De bewerkingsterminals worden gevormd door computers met bewerkingscapaciteit, met een scherm die het mogelijk maakt een beeld in kleur weer te geven, muis- en randeenheden, die het systeem meer efficiënt bedienbaar maken.

De bewerkingsterminals kunnen lokaal of op afstand zijn, via het verbindingsnetwerk van het besturingsstation.

De systeemsoftware implementeert de funkties hiervan, welke gevormd is door: - De standaardsoftware - De toepassingssoftware - De bewerkingssoftware.

De standaardsoftware voorziet de toepassingssoftware van een virtuele machineomgeving, dat is vanuit het oogpunt van de toepassingssoftware, prepareert het systeem als het enige verwerkingssysteem dat storingsvrij is, zonder geheugenbeperkingen, onbegrensde verwerkingscapaciteit, etcetera, etcetera.

De taak van de toepassingssoftware is om specifiek de systeemfunkties uit te voeren, dat wil zeggen: - Pakketschakeling - Implementatie van communicatieprotocollen - Bewerkingsfunkties - etcetera, etcetera

De bewerkingssoftware maakt de supervisie en het beheer van het systeem en zijn betreffend netwerk mogelijk door de volgende funkties: - Communicatie tussen toepassingen onafhankelijk van hun fysieke lokatie - Het uitvoeren van verkeersmaatregelen en servicekwaliteit - Gegevensbehering van het bewerkingsnetwerk - Het vaststellen en vrijgeven van een virtueel circuit / - Het vaststellen en vrijgeven van de bediening van het communiceren tussen toepa4singen aanwezig in verschillende onderdelen van het systeem - Gegevenstransformatie om de onafhankelijkheid tussen de in de verschillende onderdelen aanwezige funkties te bereiken.

De systeemsoftware wordt georganiseerd door middel van hulp-abstractie en laag-compilatietechnieken, waarin de bewerkingscapaciteit van componenten van elke laag bepaald wordt door zijn verbinding met de bovenste laag, waardoor het tot de abstracte-hulpen toetreedt die de lagere laag bewerken en presenteren.

Er zijn twee lagen in de systeemsoftware: - Een laag niveau laag - Een hoog niveau laag

De taak van de laag niveau software is om de abstracte-hulpen te bewerken die gebruikt worden door de hoog niveau software, waarvoor het de fysieke hulpen geboden door de hardware gebruikt.

De hardware biedt het hoge niveau de volgende hulpen: - Een communicatie tussen hoog niveau componenten.

- Een toegang tot verwerkingseenheden om hoog niveau programma's uit te voeren.

- Een toegang tot randeenheden.

De hoge niveau software wordt geïntroduceerd als het enige type van component genaamd proces dat de fundamentele implementatie-eenheid is.

De creatie van de processen is dynamisch, dat wil zeggen, ze worden gecreeërd wanneer ze nodig zijn en worden vernietigd wanneer ze niet langer noodzakelijk zijn.

De communicatie tussen de processen wordt geëffectueerd door middel van berichten, die het mogelijk maken dat gegevens uitgewisseld worden onafhankelijk van de verwerkingseenheid waarin uitgevoerd wordt.

De bewerkingssoftware is ontwikkeld op basis van het funktionele eenheidconcept, waaronder verstaan wordt die softwarebestanddelen die, in hun geheel, de gehele funktionaliteit van het systeem verschaffen.

Elk funktioneel bestanddeel heeft een specifieke taak welke soms samenvalt met een systeemtaak en soms meer dan één groepeert.

Deze funktionele splitsing in funktionele eenheden maakt het mogelijk onafhankelijke funkties te maken met geringe onderlinge koppeling, zowel met het oog op zijn implementatie als zijn werking, waarbij voordelen geboden worden met betrekking tot manoeuvreerbaarheid, uniformiteit en softwareuitvoering.

Elke funktionele eenheid wordt samengesteld door een module met standaard diensten omvattende een verzameling van faciliteiten en diensten die voor allen gemeenschappelijk zijn, alsook de volledige details van zijn interacties en een kern van een funktionele eenheid, die verschillend zal zijn per geval en die alle specifieke funkties verschaft.

Om de huidige beschrijving te vervolledigen en teneinde te helpen bij een beter begrip van de eigenschappen van de uitvinding, tonen de bijgaande tekeningen, op een illustratieve en niet-limitatieve wijze, het volgende:

Figuur 1 toont een schema dat een algemeen aan- zicht van de verbindingsmogelijkheden van het systeem met verscheidene typen van bestaande netwerken weergeeft.

Figuur 2 toont een blokschema waarin de hoofdonderdelen van het systeem zijn weergegeven.

Figuur 3 toont nog een schema dat de delen weergeeft die het netwerkstation samenstellen.

Figuur 4 toont een schema dat de samenstelling van de verwerkingseenheden weergeeft.

Figuren 5, 6 en 7 tonen verschillende schema's van het verbindingsnetwerk.

Figuur 8 toont opnieuw een schema dat de samenstelling van de verwerkingseenheden weergeeft.

Figuur 9 toont een blokschema dat de verhouding tussen hardware en software weergeeft.

Figuur 10 toont een schema dat de verhouding weergeeft die bestaat tussen verschillende hoog niveau softwareverwerkingen.

Figuur 11 toont de structuur van de bewerkings- software.

Uit deze figuren, en in het bijzonder uit figuur 9, is te vernemen dat het telecomputer pakket schakelsys-teem voorgesteld door de uitvinding in hoofdzaak gevormd wordt door een hardwaregedeelte 15 en een softwaregedeelte 16, 17.

Het telecomputer pakket schakelsysteem is een geavanceerd generatiesysteem, multiverwerkend-multiverwer-kingseenheid met volledig gedistribueerde hardware en softwarestructuur, foutbestendig, voorzien van een flexibele configuratie en behering op afstand door het systeem zelf.

De hardware 15 wordt gevormd, zie figuur 2, door de volgende delen:

Een netwerkstation 7, een besturingsstation 8 en enkele bewerkingsterminals 6.

Het netwerkstation 7 voert de pakket schakelings-funktie uit en staat een hoge concentratie van lage snelheidslijnen toe en, zoals uit figuur 1 volgt, maakt de verbinding van het systeem 1 mogelijk met de volgende netwerktypen:

Met het geschakelde telefoonnetwerk 4, ofwel rechtstreeks of door middel van modems 3.

Met het IBERMIC netwerk 3, rechtstreeks of door middel van hoge of zeer hoge snelheid.

Met andere pakketschakelnetwerken 2, door middel van toepassingsgerichte lijnen en modems 5.

Analoog, maakt het netwerkstation het mogelijk om rechtstreeks met abonnees 6 verbonden te worden door middel van toepassingsgerichte lijnen en modems 5, alsook om de noodzakelijke elementen te implementeren voor verbinding met toekomstige netwerktypen wanneer deze zich aandienen.

Aan het netwerkstation, zoals getoond in figuur 2, kunnen drie delen onderscheiden worden, volgens figuur 3, die volkomen gedifferentieerd zijn: - De verwerkingseenheden 9 en 10.

- Het verbindingsnetwerk 11.

- En de lokale verbindingshoofdlijn 12.

De lokale verbindingshoofdlijn 12 bestaat uit een seriegewijze hoofdlijn, gevormd door drie delen: - Eén voor het distribueren van het kloksignaal.

- Eén voor het zenden van gegevens van de verwer-kingseenheid 9 en 10 naar de verbindingseenheid 11.

- Eén voor het zenden van gegevens van het verbindingsnetwerk 11 naar de elementen van de verwerkingseenheden 9 en 10.

De verwerkingseenheden 9 en 10 worden fysiek gevormd door een verzameling van elementen 13, onderling met elkaar verbonden en verbonden met een netwerkelement 14 van het verbindingsnetwerk 11 door de lokale verbindingshoofdlijn 12, zoals uit figuren 4 en 7 blijkt.

De communicatie tussen verschillende elementen 13 van de verwerkingseenheid 9 of 10, en tussen deze en die van andere verwerkingseenheden 9 of 10, wordt uitgevoerd door de lokale verbindingshoofdlijn 12.

Het systeem bevat de volgende drie procestypen 9 of 10, die van elkaar verschillen door de funktie die ze uitvoeren: - Pakketschakeleenheden 10 die het pakketschakel-funktie uitvoeren en externe gegevenslijnen voeden.

- Besturing- en supervisie-eenheden 9 die de centrale besturingsfunkties voor het systeem uitvoeren, zoals schijfmassa geheugenopslag, communicatie met het besturingsstation 8 voor bewerkingsfunkties en andere.

- Schakel- en besturingseenheden die het pakket schakelen uitvoeren en de centrale besturingsfunkties voor het systeem.

Dit type van proceseenheden is nuttig om een beperkt aantal van lijnen te voeden.

Het verbindingsnetwerk 11, dat gevormd wordt, zoals uit figuren 5, 6 en 8 blijkt, door een variabel aantal van netwerkelementen 14, waarvan alle onderling verbonden zijn door de lokale verbindingshoofdlijn 12, ofwel rechtstreeks met elkaar of door middel van de andere, waarbij een plat scherm gevormd wordt dat, op zijn beurt, een uniforme groei toestaat, alternatieve wegen tussen de netwerkelementen 14 en een willekeurige van het netwerk 11 vormt.

Het besturingsstation 8 wordt gevormd door één of meerdere computers, in afhankelijk van de vereiste capaciteit, alsmede van de noodzakelijke randeenheden, zoals console- of dumpinrichtingen, en verzekert de overdraagbaarheid van de software ontwikkeld voor het besturingsstation 8.

In het besturingsstation 8 zijn de bewerkingsfunk-ties ondergebracht, en hierin worden de besturing en verwerking van de informatie die betrekking heeft op het systeembeheer en onderhoud uitgevoerd.

De bedieningsterminals 6 zijn gevormd door computers met verwerkingscapaciteit, met een scherm om alle grafische weergave in kleur weer te geven, muis- en randeenheden, om aldus het systeem meer efficiënt te laten lopen.

De bewerkingsterminals kunnen lokaal of op afstand, via het verbindingsnetwerk 7, van het besturingsstation 8, zijn.

De systeemsoftware implementeert de funkties daarvan, welke gevormd wordt door: - De standaard software 16.

- De toepassingssoftware 17.

- De bewerkingssoftware getoond in figuur 11.

De standaard software 16 voorziet de toepassingssoftware 17 van een omgeving van een virtuele machine, door het maximaal te isoleren van de hardware 15, dat wil zeggen, het neemt aan dat, vanuit het oogpunt van de toepassingssoftware 17, het systeem 1 het enige foutbesten-dige verwerkingssysteem is zonder geheugengrenzen, onbegrensde verwerkingscapaciteit, etcetera, etcetera.

De toepassingssoftware 17 heeft als specifieke taak het implementeren van de systeemfunkties 1, dat wil zeggen: - Pakketschakelen.

- Implementatie van communicatieprotocollen.

- Bewerkingsfunkties.

- Etcetera, etcetera.

De bewerkingssoftware getoond in figuur 11, zowel in een grafische vorm als in een blokschema, maakt de supervisie en het beheer van het systeem 1 mogelijk en het netwerk dat daarmee in verbinding staat, door middel van de volgende funkties: - Communicatie tussen toepassingen die onafhankelijk zijn van zijn fysieke lokatie.

- Uitvoering van verkeersmaatregelen en servicekwaliteit.

- Gegevensbehering van het bewerkingsnetwerk.

- Vaststelling en vrijgave van virtuele circuits van overbrenging.

- Vaststelling en vrijgave van diensten voor het communiceren tussen aanwezige toepassingen van verschillende onderdelen van het systeem.

- Gegevenstransformatie voor het verkrijgen van onafhankelijkheid tussen funkties die in verschillende onderdelen aanwezig zijn.

De systeemsoftware is georganiseerd door middel van abstractietechnieken van hulpelementen en groeperingen in lagen, waarin de bewerkingscapaciteit van de componenten van elke laag bepaald wordt door zijn verbinding met de bovenste laag, waardoor het toegang heeft tot de abstracte hulpelementen die de lagere laag bewerkt en presenteert.

Er zijn twee lagen in de systeemsoftware, dat is: - Een laag niveau laag.

- Een hoog niveau laag.

De laag niveau software heeft als doel de abstracte hulpelementen te bewerken die gebruikt worden door de hoog niveau software, om welke reden het de fysieke hulpelementen geboden door de hardware 15 gebruikt.

Tegelijkertijd, biedt het de hoog niveau software de volgende hulpelementen: - Communicatie tussen hoog niveau componenten.

- Toegang tot verwerkingseenheden voor het uitvoeren van hoog niveau programma's.

- Toegang tot randelementen.

Zoals getoond in figuur 10 is de hoog niveau software geïmplementeerd als het enige type van component, zogenaamd proces 18, 19, 20 en 21, welke de elementaire eenheid van implementatie is.

De creatie van de processen 20 en 21 is dynamisch in het voorbeeld getoond in figuur 10, dat wil zeggen, deze processen worden gecreeërd wanneer ze nodig zijn en worden vernietigd wanneer ze niet langer noodzakelijk zijn.

De communicatie tussen processen wordt uitgevoerd door middel van berichten, die het mogelijk maken gegevens uit te wisselen, onafhankelijk van de verwerkingseenheid waarin deze gegevens uitgevoerd worden.

Enkele van deze berichten zijn berichten die processen 22 creeëren en andere zijn interactieberichten tussen processen 23.

De bewerkingssoftware wordt ontwikkeld op basis van het funktionele eenheidconcept, dat zodanig verstaan dient te worden dat softwarebestanddelen die, in hun geheel, de gehele funktionaliteit van het systeem verschaffen, zoals in figuur 11 getoond is.

Elke funktionele eenheid heeft een specifieke taak, welke soms samenvalt met een systeemfunktie, en soms meer dan één groepeert.

Deze funktionele opsplitsing in funktionele eenheden maakt het mogelijk onafhankelijke funkties met geringe onderlinge koppeling te maken, zowel met betrekking tot hun implementatie als hun werking, waarbij voordelen verschaft worden met betrekking tot manoeuvreerbaarheid, uniformiteit en softwarewerking.

Elke funktionele eenheid heeft een standaard servicemoduul 25, welke een verzameling van faciliteiten en diensten 26 omvat, die voor allen gemeenschappelijk zijn, alsmede concrete details van zijn interacties en van een funktionele kerneenheid 24, welke per geval verschillend zal zijn en bestemd is om alle specifieke funkties te verschaffen.

Claims (8)

1. Telecomputer pakket schakelsysteem, met het kenmerk dat het gevormd wordt door een hardware gedeelte en een software gedeelte, waarbij de software en hardware structuur volledig gedistribueerd zijn.

2. Telecomputer pakket schakelsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de hardware gevormd wordt door een netwerkstation, dat het pakket-schakelen uitvoert, verbindbaar met andere netwerktypen en dat een hoge concentratie van lage snelheidslijnen toestaat, alsmede een besturingsstation dat bewerkingsfunkties uitvoert, en een bewerkingsterminal die interactie met het systeem mogelijk maakt.

3. Telecomputer pakket schakelsysteem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de software gevormd wordt door een standaardsoftware dat een virtuele machineomgeving verschaft; een toepassingssoftware dat de funkties voor het systeem uitvoert; en een bewerkingssoft-ware dat de supervisie en het beheer van het systeem en het bijbehorende netwerk mogelijk maakt.

4. Telecomputer pakket schakelsysteem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de hardware structuur volledig gedistribueerd is, zowel vanuit het oogpunt van het proces bij het vormen van een multiverwer-kingssysteem, als vanuit het oogpunt van elektrische voeding, door het opnemen van een DC/DC convertor in elk element van de eenheid.

5. Telecomputer pakket schakelsysteem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het binnen een modulaire context geconfigureerd is, welke erg flexibel is zowel in software als in hardware.

6. Telecomputer pakket schakelsysteem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het voorzien is van verschillende typen communicatiemodems, die met verscheidene verschillende typen van netwerken verbonden kunnen worden.

7. Telecomputer pakket schakelsysteem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het netwerkstation voorzien is van een verbindingsmechanisme welke gedistribueerd is over de verschillende delen die het systeem vormen, dat door zijn topologie flexibiliteit in de configuratie en redundantie in de weg die tussen de verschillende eenheden bestaat toestaat.

8. Telecomputer pakket schakelsysteem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het foutbe-stendig is, zonder kritieke elementen in het verbindende netwerk en het voedingsnetwerk, door middel van een verde-digings- en configuratiestrategie per software, door het gebruiken van hardware faciliteiten.