专利名称：一种用网络处理器实现aal2公共部分子层交换的方法
技术领域：
本发明涉及ATM(异步传输模式)技术中的AAL2(ATM类型2适配层)公共部分子层(CPS层)的交换处理，尤其涉及使用网络处理器实现AAL2 CPS层交换的方法。
背景技术：
在通信系统中，使用ATM设备的AAL2层来承载实时低速可变比特率业务，可获得较低的分组时延和较高的带宽利用率。例如，在第三代移动通信系统(3G)中，已采用AAL2承载压缩话音业务，用以完成从基站(BS)和移动交换中心(MSC)之间的话音数据的传输。通过AAL2层的交换，可以更有效地对话音进行路由和交换，这使得用ATM承载话音业务更加灵活。
但是，AAL2对数据包的复用/解复用以及数据交换操作的过程比较复杂，需要占用较多的资源，这使得现有技术中采用通用CPU实现的AAL2的数据处理效率大大降低，导致整个ATM设备数据处理的速率和容量也较低。为解决这个问题，有些公司提出采用专用的网络处理器实现AAL2，以避免上述方法中数据处理效率的降低，例如M公司就采用了专用的网络处理器实现AAL2。以M公司采用的型号为C5的网络处理器为例，它包含多个专用的处理器，如通道处理器(CP)、交换网处理器(FP)、执行处理器(XP)和查表单元(TLU)等，上述，其中，有16个相同的CP，分别为CP0、CP1……CP15，1个FP、1个XP和1个TLU，使用这些专用处理器处理AAL2的数据，能够极大减少通用CPU的数据处理量，提高整个ATM设备的数据处理效率。图1是M公司使用C5网络处理器实现AAL2交换的方案简图。图1所示的方案中，使用CP0～CP3共4个CP作为对外的接口，每个接口提供155Mbps的数据传输能力，其余12个CP处理分别用于接收ATM信元和发送ATM信元的工作，其数据流控制图参考图2。图2中，通过CP0、CP1或CP2、CP3接收ATM信元，然后由接收ATM信元的CP根据信元头的VPI(虚通道标识符)、VCI(虚通路标识符)查TLU单元，根据查找结果将接收到的ATM信元转发到相应的CP拆分成CPS Packet进行数据交换，然后再由做发送处理的CP将交换后的CPSPacket重新组装为ATM信元，由CP0、CP1或CP2、CP3发送出去。
由于这种方案使用CP作为输入输出端口，没有使用FP，这使得该方案的资源利用率较低，数据处理或交换的能力也较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数据处理效率较高的、使用网络处理器实现AAL2交换的方法。
为达到上述目的，本发明提供的用网络处理器实现AAL2 CPS层交换的方法，其特征在于步骤1由交换网处理器(FP)接收ATM(异步传输模式)信元；步骤2由FP将所述ATM信元分发到相应的通道处理器(CP)，由CP进行相应的数据交换处理，然后将处理后的数据重新组成新的ATM信元；步骤3将ATM信元交FP作发送处理。
所述步骤2进一步包括A、由FP根据信元头中的VPI(虚通道标识符)、VCI(虚通路标识符)获得为这条永久虚连接(PVC)通路分配的索引号；B、FP根据上述步骤A获得的索引号将收到的ATM信元发送到相应的CP中，CP从ATM业务数据单元(SDU)分离出公共部分子层数据包(CPS Packet)并将VPI、VCI和CID(AAL2通路标识符)交换为目的VPI、VCI和CID；C、根据目的VPI、VCI和CID将CPS Packet交给相应的CP作发送处理；
D、由上述步骤C所述CP根据目的VPI、VCI、CID将CPS Packet重组为ATM SDU，进而组成新的ATM信元。
在所述方法中，采用网络处理器二分之一的CP做接收处理，采用网络处理器的二分之一CP做发送处理。
由于本发明利用网络处理器中的交换网单元作为对外接口进行收发处理，即使用FP作为网络处理器的ATM信元的收发，从而使网络处理器中的所有通道处理器专用于AAL2 CPS层的交换，充分利用了网络处理器的处理能力，因此能够进一步提高AAL2 CPS层处理数据的容量和效率。
图1是一种使用C5网络处理器实现AAL2交换的方案简图；图2是图1所述方案的数据流控制图；图3是本发明使用C5网络处理器实现AAL2交换的方案简图；图4是图3所述方案的数据流控制图；图5是本发明所述方法的实施例流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图3是本发明使用C5网络处理器实现AAL2交换的方案简图。按照图3，本发明将C5网络处理器包含的各个处理器根据AAL2数据交换的需要重新布置，使所述的各个处理器的功能按其本能得到充分利用。由于用FP进行ATM信元的收发是FP本身就要完成的任务，因此可以使用其完成ATM信元收发的接口处理，将所有的全部CP用于完成数据交换(包括信元的拆包、交换、重组等)，这样不但能够充分利用FP，还能够增加用于处理数据交换的CP的数量，使现有方法的处理数据交换的CP的数量由原有的12个变为16个，因此可以显著提高C5网络处理器数据交换的效率。
图4是图3所述方案的数据流控制图。图4中，FP包含接收和发送两部分，即接收FP(RxFP)和发送FP(TxFP)，所述FP与交换网的数据接口单元连接。图中的XP是网络处理器中的管理单元，用于对其他单元的加载、启动、监控和配置等，TLU用于存储虚通路(VC)表和包交换表，其中第一个表包括VPI、VCI、VC索引和CP标识(ID)四个字段，其中，CP ID是通道处理器CP的标识符。由于每对VPI和VCI对应一条ATM虚连接，用VC索引来对其进行唯一地标识，可以方便CP对虚连接的处理；CP索引是被分配用于处理虚连接的CP的标识符；第二个表包括源VPI、源VCI、源CID和目的VPI、目的VCI、目的CID六个字段，前三个字段用来标识一个CPS packet，后三个字段作为该CPS packet是交换后的标识，通过这个交换即完成了AAL2交换的核心部分。上述两个表通过XP在TLU上建立，分别用于通过VPI VCI得到VC索引，CP ID以及将VPI、VCI、CID转换为新的VPI、VCI、CID。
这样，来自交换网的ATM信元经接口单元进入C-5交换网接口处理模块FP，空(Idle)信元在这里被丢弃，在RxFP，将接收到的ATM信元分解为信元头和净荷。由RxFP根据信元头启动对TLU中的表的查找，根据TLU返回值将接收到的ATM信元分发给相应的接收处理模块CP0～7(假设使用CP0到CP7共7个CP处理接收信元)。接收处理模块根据收到的信元，将其拆分为的公共部分子层(CPS)协议处理单元(PDU)，然后根据偏移域(OSF，Offset Field)字段检查该CPS PDU的完整性、正确性。如果对CPS PDU的检查通过，即从CPS PDU中分离出CPS数据包(CPSPacket)，根据CPS-PH(CPS packet head，CPS包头)检查其正确性，错误的CPS Packet做丢弃处理，正确的CPS Packet根据输入包的包头信息启动查表操作，即从包头中取出CID，再加上以前的VPI、VCI去查交换表，根据查表结果生成缓冲区描述符(BD)，将BD交换到管理模块XP(对于传送管理信息的CPS packet交给XP处理)或发送处理模块CP8～15(假设使用CP8到CP15共7个CP处理发送信元)。发送处理模块CP8～15收到CPSPacket后，首先重新计算信头差错控制(HEC)，然后计算起始域(STF，Start Field是CPS PDU的头)并进行CPS PDU的组包处理；如果直接组成一个CPS PDU包则直接送到TxFP，否则向管理模块发消息启动定时器，根据来自管理模块的超时消息转发CPS PDU到TxFP模块。经过交换处理的CPS PDU回到交换网处理模块的发送部分，即TxFP，将48字节的CPS PDU做为净荷装配信元头后发往交换网。
图5是本发明所述方法的实施例流程图。按照图5实现本发明，首先要通过XP在TLU上建立VC表和交换表，所述VC表以VPI、VCI为关键字，用于得到为该条PVC分配的索引值，即VC索引(VCindex)及指向的CP的ID号(CP ID)。基于上述表，当FP在步骤1接收到经交换网发来的ATM信元后，在步骤2根据该信元的头中的VPI、VCI启动查VC表的操作，得到Vcindex和CP ID。FP根据得到的CP ID，在步骤3将ATM信元发给特定的接收处理CP(CP0～CP7中的一个)，由该CP在步骤4进行拆(ATM)包操作，将其重组为CPS packet(因为从ATM信元中拆出的CPSpacket有的是完整的，有的是不完整的)。然后在步骤5根据包头信息CID，进行交换表的查表操作，以完成VPI、VCI、CID的交换，接着在步骤6将经过交换的CPS packet发给相应的发送处理CP(CP8～CP15中的一个)。由于做过交换处理的CPS packet的头发生变化，所以要更新，因此，上述发送CP在步骤7重新生成CPS packet的头，然后在步骤8进行组包操作，将CPS packet装入ATM SDU，在步骤9将所述ATM SDU交给FP，由FP将经过处理的ATM信元发送到交换网上。
权利要求
1.一种用网络处理器实现AAL2公共部分子层(CPS)交换的方法，其特征在于步骤1由交换网处理器(FP)接收ATM(异步传输模式)信元；步骤2由FP将所述ATM信元分发到相应的通道处理器(CP)，由CP进行相应的数据交换处理，然后将处理后的数据重新组成新的ATM信元；步骤3将ATM信元交FP作发送处理。
2.如权利要求1所述的实现AAL2 CPS层交换的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括A、由FP根据信元头中的VPI(虚通道标识符)、VCI(虚通路标识符)获得为这条永久虚连接(PVC)通路分配的索引号；B、FP根据上述步骤A获得的索引号将收到的ATM信元发送到相应的CP中，CP从ATM业务数据单元(SDU)分离出公共部分子层数据包(CPS Packet)并将VPI、VCI和CID(AAL2通路标识符)交换为目的VPI、VCI和CID；C、根据目的VPI、VCI和CID将CPS Packet交给相应的CP作发送处理；D、由上述步骤C所述CP根据目的VPI、VCI、CID将CPS Packet重组为ATM SDU，进而组成新的ATM信元。
3.如权利要求2所述的实现AAL2 CPS层交换的方法，其特征在于在所述方法中，采用网络处理器二分之一的CP做接收处理，采用网络处理器的二分之一CP做发送处理。
4.如权利要求3所述的实现AAL2 CPS层交换的方法，其特征在于步骤A中，所述虚通路索引号通过查询表单元(TLU)得到。
全文摘要
本发明提供了一种用网络处理器实现AAL2 CPS层交换的方法，该方法由交换网处理器(FP)接收ATM信元，由FP将所述ATM信元分发到相应的通道处理器(CP)，由CP进行相应的数据交换处理，然后将处理后的数据重新组成新的ATM信元，最后将ATM信元交FP作发送处理。上述方案使网络处理器中的所有通道处理器专用于AAL2的交换，因此能够提高AAL2处理数据的容量和效率。
文档编号H04L12/40GK1527545SQ03107180
公开日2004年9月8日 申请日期2003年3月6日 优先权日2003年3月6日
发明者冯江, 段小祥, 于金泳, 冯 江 申请人:华为技术有限公司