专利名称：利用缓冲数据的atm信元的扩充的制作方法
本申请涉及同时提交的题为“BUFFING OF POINT-TO-POINTAND/OR POINT-TO-MULTIPOINT ATM CELLS(点对点和/或点对多点ATM信元的缓冲)”的US专利申请序列号08/...(代理人卷号1410-312)，并结合在此作为参考。
本发明涉及电信系统，并特别涉及工作在异步传送模式中的电信系统的交换节点中的信元处理。
诸如多媒体应用、视频点播、可视电话和电视会议的高频带业务的日益增加的兴趣已促进宽带综合业务数字网(B-ISDN)的发展。B-ISDN基于称为异步传送模式(ATM)的技术，并提供电信能力的显著扩展。
ATM是使用异步时分多路复用技术的面向分组的传送模式。分组称为信元并具有固定的大小，一个ATM信元由53个八比特组组成，其中5个八比特组形成标题，而其余48个八比特组构成信元的有效负载或信息部分。ATM信元的标题包括用于识别ATM网络中信元通过其进行传送的连接的两个量，具体地为VPI(虚路径识别符)和VCI(虚通路识别符)。总之，虚路径是在网络的两个交换节点之间定义的主要路径，虚通路是相应主路径上一个特定的连接。
在其终接点上，ATM网络连到终端设备，例如，ATM网络用户。在ATM网络终接点之间是具有利用物理传输路径连接在一起的端口的多个交换节点(例如，ATM交换机)。在从原始终端设备传送到目的终端设备中，形成消息的ATM信元可以穿过几个交换节点。
交换节点一般均具有几个功能部分，包括交换机核心(switchcore)。交换机核心基本上起着交换机各部分之间交叉连接的作用。交换机核心包括空间交换电路，这些电路根据路由选择信息通过此交换机核心发送消息的输入信元给预定的输出端口。因而，交换节点有助于消息的信元从始发终端设备最终传送到目的终端设备。
除端口连接(例如，通过交换机核心的路由选择)之外，也利用典型的ATM交换机执行一些其他功能。例如，必须执行诸如地址解释、业务流警管、缓冲等的功能。执行这些其他功能所必需的数据必须(例如，通过表查找)可用于ATM交换机的组成部分。重要地，由于所有这些功能不能合理地容纳在单个集成电路中，所以交换机的这些功能一般分配给多个电路。
在常规的ATM交换机中，在ATM信元到达交换机上时，在(例如，由交换机的第一信元处理单元执行的)表查找操作中将ATM信元标题中的VPI/VCI量与链路识别信息用于获得在交换机中使用的路由选择标记和内部信道号。此路由选择标记和内部信道号随后附加到ATM信元中，以便在交换机的其他多个电路中使用。在一些这样的其他电路中，内部信道号用于一些涉及外部存储器的其他表查找操作。在其他的这些电路中，路由选择标记用于涉及内部(例如，核心片上)或外部存储器的其他表查找操作。
因此，在常规ATM交换机中，必需在几个电路中执行表查找，查找操作数量主要增加所要求的存储器数量，例如鉴于存储器费用、需要用于这样的存储器的接口的电路所增加的复杂性与费用、交换机大小的额外费用、功率耗散要求和存储器存取时间，这是不希望的。
鉴于上述问题，简化ATM交换机的信元处理的一种方法是限制通过此交换机进行的信元传送所需的数据总量。通过(1)限制每个连接的数据或(2)减少允许的连接数量，能实现这样的限制。虽然第一方案保持允许的连接数量，但ATM参数变得更连续。这两个方案仅减小存储器大小，但仍要求表查找。
因此，所需要的和本发明的目的是在ATM交换机中利用最少量的查找存储器来进行有效和有用的信元处理。
一种异步传送模式(ATM)交换机，包括利用缓冲数据来扩充ATM信元的控制器，此控制器将VPI/VCI与链路ID作为在利用查找表实施的查找操作中的索引来提取缓冲数据。
在信元输入交换机期间，连到此控制器的第一缓冲电路接收扩充的ATM信元并根据缓冲数据在缓冲信元存储器中存储扩充的ATM信元。在从此缓冲信元存储器中提取ATM信元时，通过交换机核心为此ATM信元选择路由。在信元从此交换机中输出期间，此信元离开交换机核心、穿过交换机端口并在第二缓冲电路上被接收，第二缓冲电路根据出口上的缓冲数据在信元缓冲存储器中存储此扩充的ATM信元。
有益地，对于点对点信元，控制器所执行的查找操作是对交换机入口侧上的ATM信元执行的唯一查找操作(即，在通过交换机为此ATM信元选择路由之前)。如果用于扩充ATM信元的缓冲数据也包括用于第二缓冲电路的缓冲数据，此控制器所执行的查找操作是利用外存储器在整个交换机中执行的唯一查找操作。
对于多址传播(multicast)(即，点对多点)信元，在交换机出口侧上执行第二查找操作，以使第二缓冲电路能分配新的VPI/VCI给输出信元。
从下面附图中所示的优选实施例的更具体描述中，本发明的前述与其他目的、特性和优点将变得显而易见，在附图中，参考符号在各个图中指相同部分。这些附图并不一定限制、强调而是表示本发明的原理。
图1是根据本发明实施例的ATM交换机的示意图。
图2是ATM信元内容以及通过图1的ATM交换机传输的示意图。
图3是可与图1的ATM交换机一起使用的入口缓冲部分的示意图。
图4是与图1的ATM交换机一起使用的数据库的示意图。
图5是示例性内部交换信元的示意图，此格式可应用于采用16比特接口的ATM交换机的入口侧上的信元。
图6是表示在包括在图1的ATM交换机中的缓冲电路中执行的操作流程图。
图7是用于图1的ATM交换机的交换终端的另一实施例的示意图。
图8A是用于交叉点寻址模式的路由选择信息参数RI的示例性格式的示意图。
图8B是用于表寻址模式的路由选择信息参数RI的示例性格式的示意图。
在下面的描述中，为解释而不是限制目的，提出诸如特定结构、接口、技术等的特定细节，以提供本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员来说，显然可以以脱离这些特定细节的其他实施例来实施本发明。在其他示例中，省略公知设备、电路和方法的具体描述，以便不利用不必要的细节来妨碍本发明的描述。
图1表示主要包括交换机核心22与多个设备板或交换终端241-24n的ATM交换机20。每个交换终端利用一组输入物理链路30与一组输出物理链路31连到例如其他节点的ATM网络的其他部分。例如，利用输入物理链路301与输出物理链路31来表示交换终端241。
在图1中仅示出两个交换终端24，但应理解可以以相对所示交换终端表示的相同方式提供许多其他这样的交换终端，并且这些终端连到交换机核心22。而且，交换终端或交换终端的构成部件的无下标指示一般预定指任何这样的终端或部件而不是指一个特定的交换终端或部件。
交换机核心22的主要功能是执行空间交换以便例如为在其一个输入终端上接收的ATM信元选择路由至交换机核心22的合适输出终端，从而在始发终端设备(发送器)与目的终端设备(预定的接收机)之间能进行ATM传输(有可能包括许多ATM信元)。例如，如虚线39所示，图1表示连接两个端口的交换机核心22，以使在链路301上输入到交换机20的信元能最终发送到输出链路31n。交换机核心22在也称为多址传播信元的点对多点信元的情况中也执行ATM信元的拷贝并将这些ATM信元分配到其合适的输出终端。交换机核心22的结构与操作为本领域技术人员所理解的，并因此不在此进一步进行描述。
交换机20的各个交换终端24均包括用于与输入物理链路30和输出物理链路31接口的线路终接设备(L.T.)40。在其输入侧上，每个交换终端24具有将线路终接设备40与ATM控制器44相连的链路42。在所示的实施例中，多达32个的物理链路30能连到ATM控制器44。此控制器44的输出端又连到第一缓冲电路46，此电路46又连到交换机端口50的交换端口入口输入端48。交换端口50具有入口输出端52，此输出端52利用交换机核心入口输入接口56连到多个交换机核心入口输入端54之中合适的一个输入端。
交换机核心22具有与其入口输入端54配对并根据相应的配对利用交换机核心出口输出接口66连到交换终端24的多个出口输出端64。在其输出侧上，每个交换终端24具有出口输入端68，此出口输入端68连到接口66。在交换机端口50的出口侧上的输出端70连到第二缓冲电路72，此电路72又利用链路74连到线路终端设备40，线路终端设备40用于接口链路74与输出物理链路31。
在每个交换终端24中，ATM控制器44连到微处理器80并连到数据库存储器82。数据库存储器82最好是随机存取存储器(RAM)。微处理器80例如用于构造驻留在数据库存储器82中的数据库。随后结合ATM控制器44的操作解释存储器82中数据库的用途。在所示的实施例中，ATM控制器44是由PMC-Sierra公司作为部件号PM7322 RCMP-800销售的用于执行ATM层路由选择控制、监视与业务流警管的装置。
在所示实施例中，每个交换终端24具有微处理器80。交换机20具有与各个交换终端24的多个微处理器80相连的一个或多个未示出的中央处理器。
控制器44的输出端连到第一缓冲电路46，第一缓冲电路46连接到用于在信元缓冲器90中存储和存取ATM信元。类似地，在交换终端24的输出侧上的第二缓冲电路72连接到在信元缓冲器92中的存储与存取ATM信元。
共同地，缓冲电路46与信元缓冲器90形成入口缓冲部分100；缓冲电路72与信元缓冲器92形成出口缓冲部分102。入口缓冲部分100能采取许多种形式，诸如(例如)图3所示的部分100A的形式。图3所示的特定入口缓冲部分100A包括输入队列选择器120与输出队列选择器122。信元缓冲器92包括用于多个优先等级之中每个等级的多个队列110。所有的每个优先等级的队列与相应的交换机端口相关。每个优先等级的一个队列是点对多点队列。因此，在图3中，根据优先等级和目的地交换机端口来对队列110进行下标，即，例如队列1101，2表示这是用于优先等级1、目的地交换机端口2的队列。每个等级的点对多点队列具有“p-mp”作为它的指示符，因而队列1101， p-mp表示这是用于优先等级1的点对多点信元队列。
交换机20执行预先考虑的操作(prepending operation)，将“缓冲数据”和路由选择数据都附加到输入ATM信元中。图2图示地表示通过交换机20的ATM信元的传输和在通过交换机20的路由选择的不同时刻上的ATM信元的内容。
在ATM信元到达交换机20的ATM控制器44上时，此ATM信元包括其有效负载200及其标题202。ATM控制器44将信元标题202的VPI/VCI部分以及有关输入信元的物理链路的信息用作(基于二进制查找的)智能查找算法中的索引，以便在存储在存储器82的数据库中定位多个记录400之中合适的一个记录。如图4所示，存储器82的数据库中的每个记录例如包括用于核心路由选择数据的字段、用于第一缓冲电路46的门限值的字段、用于第一缓冲电路46的队列数据的字段、用于第一缓冲电路46的连接类型数据的字段、用于第二缓冲电路92的门限值的字段、用于第二缓冲电路92的队列数据的字段、用于第二缓冲电路92的连接类型数据的字段、和新的VPI/VCI。
如本文所使用的，术语“第一缓冲数据”表示用于第一缓冲电路46的一个或多个以下的字段用于门限值的字段、用于队列数据的字段和用于连接类型数据的字段。术语“第二缓冲数据”表示用于第二缓冲电路72的一个或多个以下的字段用于门限值的字段、用于队列数据的字段和用于连接类型数据的字段。更通用的术语“缓冲数据”表示“第一缓冲数据”和“第二缓冲数据”之一或二者。
图4(用括号[])表示包括在存储在存储器82的数据库的记录的每个字段中的各个参数。在附录1中解释图4所示的参数所采用的首字缩略词。
如图4所示，核心路由选择数据字段包括参数RI(路由选择信息)；IDP(隐式延迟优先级)；ICLP(ICLP隐式信元丢失优先级)、MCI和CID(信元识别)。在所示实施例中，路由选择信息参数RI保持用于通过交换机核心为信元选择路由的14比特的信息。在朝向交换机核心的方向中，RI参数用于寻址此信元注定的输出端口。这样的寻址能按两种模式(交叉点寻址或表寻址)之中任一种模式来实现。利用MCI参数来区分这两种寻址模式之间的选择。用于交叉点寻址模式的路由选择信息参数RI的格式表示在图8A中。
用于表寻址模式的路由选择信息参数格式表示在图8B中。在表寻址模式中，路由选择信息参数RI包括指向寻址表的指针。此寻址表保持为信元选择路由所必需的信息。此RI参数能保持多达213-1个表登录项的指针，每个表登录项对应交换机核心的一个或多个输出端口的一个组合。
用于门限值的记录400中的字段能包含一个或多个门限值。典型的门限类型值是那些用于选择信元抛弃和EFCI(显式前向拥塞识别符)的值(参见图4)。
如上所述，微处理器80构造能驻留在数据库存储器82的数据库中的记录400。可以根据VPI/VCI和识别输入至ATM控制器44的物理链路的信息来构造每个记录。
在存取用于ATM信元的存储器82中的数据库时，ATM控制器44以几种方式使用从合适的一个记录400中获得的数据。首先，ATM控制器44使用这样的数据来修改标准的ATM标题202，得到修改的标准ATM标题202′。第二，ATM控制器44利用交换机内部标题204扩充或预先考虑此信元。因而，由于已扩充，所以此信元不仅包括有效负载200与修改的标准ATM标题202′，而且还包括交换机内部标题204。如图2所示的，交换机内部标题204包括第一缓冲电路46所使用的(由标号206表示的)第一缓冲数据；交换机核心22所使用的(由标号208表示的)交换机核心数据；和第二缓冲电路72所使用的(由标号210表示的)第二缓冲数据。
修改的标准ATM标题202′包括从存储在存储器82的数据库的合适记录400中获得的新的VPI/VCI。ATM交换机一般改变此VPI/VCI值，以使到达信元的VPI/VCI值不同于从交换机发送出的此信元的VPI/VCI值。
在收到此信元时，缓冲数据46利用被ATM控制器44包括在此信元中的预先考虑的数据来执行多个操作。一般地，缓冲电路46将第一缓冲数据206用于它的操作。具体地，关于包括在第一缓冲数据中的各个项，缓冲电路46使用连接类型数据来确定是在基于信元还是在基于分组的层上进行连接。缓冲电路46使用门限值来确定是应缓冲还是应抛弃此输入信元。交换机内部标题208中的EC比特被用来确定在超过EFCI(显式前向拥塞识别符)门限值的情况下是否应该用EFCI来标记此信元。如果经历拥塞并且EC为真，则ATM标题中的EFCI比特设置为1。在要缓冲信元时，可以使用队列数据，如下所述。
一般来说，第一缓冲电路46从第一缓冲数据206中确定ATM信元应放置在哪一个交换机端口队列中。例如在图3所示的入口缓冲部分100的实施例中此ATM信元存储在一个交换机端口队列110中。
在ATM信元离开第一缓冲电路46时，此ATM信元不再具有第一缓冲数据206，此信元加到交换机端口50的入口输入端48。在交换机端口50中，在所示的特定示例中，给此ATM信元加上线路代码和检查和(由标号212所示)。线路代码用于同步，检查和用于确定在通过交换机核心22的传送期间是否出现比特差错。应理解使用与线路代码和检查和类似的信息的方式和位置在其他实施例中可以不同。
在ATM信元离开交换机端口50时，此ATM信元被提供到交换机核心22的入口输入端54。控制交换机核心22，以使接收此ATM信元的入口输入端54通过交换机核心22中的内部路径根据此ATM信元的目的地连到所需的输出端64。交换机核心22能处理点对点信元的简单交叉点连接或(在点对多点信元的情况中)可以要求查找表地址，以确定输入端54应连接的多个出口输出端64。
本领域技术人员可以明白通过控制交换机核心22从而可以建立“内部连接”。应该记住给ATM控制器44加上路由选择信息(例如，RI参数)。此RI参数包括在交换机核心中用于为此信元选择路由的交换机端口的目的地址。不在交换机核心上设置点对点连接。另一方面，必须在交换机核心中建立点对多点连接。如结合图8B所理解的，此RI参数被用来在表中查找用于连接的登录项，以确定将此点对多点信元拷贝到哪些目的端口。
ATM信元带着与它进入时相同的内容离开交换机核心22，并将此ATM信元提供给交换机端口50的出口输入端68。交换机端口50除去线路代码与检查和212以及核心路由选择数据208。交换机端口50将线路代码与检查和212用于同步并确定在通过交换机核心22的传送期间是否出现误码。由于核心路由选择数据208已成功地使ATM信元能用于导航交换机核心22，所以就除去此核心路由选择数据208。
在离开交换机端口50的出口输出端70后，此ATM信元进入第二缓冲电路72。在进入第二缓冲电路72时，此ATM信元(除了具有其有效负载和修改的标准ATM标题202′之外)具有缓冲数据210。以与第一缓冲电路46使用第一缓冲数据206相同的方式，第二缓冲电路72将第二缓冲数据210用于检查门限并根据其预定目的地和业务等级在队列中存储此信元。
对于点对点信元，从第二缓冲电路72输出的信元标题202′基本上是由ATM控制器44来准备的，假定控制器44提供了VPI/VCI值。即，新的信元标题202′基本上是与此ATM信元一起从交换机核心20中发送的ATM标题。可能出现一些例外，诸如(例如)如果在出口上出现拥塞，则改变EFCI比特。另一方面，对于点对多点信元，如随后结合图7所述的，新的VPI/VCI值必须被确定并被插入到标题202′中。
在迄今为止所述的实施例中，ATM控制器44给此信元加上(1)第一缓冲数据206与(2)第二缓冲数据210。应理解在另一实施例中，ATM控制器44不必加上第一缓冲数据206与第二缓冲数据210，取而代之地仅加上电路46与72之一的缓冲数据(即，第一缓冲数据206或第二缓冲数据210之中任何一个数据)。例如，ATM控制器44仅加上第一缓冲数据206，如果希望如此的话。
也应理解其他交换机实施也在本发明的范畴内。例如，本发明也涉及例如在其交换机核心22中具有中央缓冲装置的交换机。
另外，应理解可以有许多技术或格式来预先考虑或扩充ATM信元。在本文所示的一个这样的技术中，缓冲数据被包括在由ATM控制器44为ATM信元预先考虑的交换机内部标题204中。在缓冲数据被包括在交换机内部标题204中的情况中，此内部标题具有分配给所有预先考虑的信息(例如，分配给从存储器82的数据库中获得的信息)的字段。图5表示用于ATM信元的示例交换机内部标题格式，此内部标题具有被包括在其中的缓冲数据。图5的格式可应用于一个其中采用16比特接口的ATM交换机的入口侧上的信元。从图5中将注意到第一缓冲数据206、交换机核心数据208与第二缓冲数据210不必在交换机内部标题204中被分开，而是可以相反地分散在交换机内部标题204的字段之中。
图5的交换机内部标题502被用在前一段落中所述的实施例中，即，被用在一个其中的ATM控制器44仅附加上第一缓冲数据206的实施例中。对于其中第二缓冲数据210也被包括在用于第二缓冲电路的信元中的诸如下面结合图7所述的实施例，例如将在几个方面中修改图5的交换机内部标题500。例如，在修改的交换机内部标题中，也给第二缓冲电路加上字段EDP/NSC T和SCD/EPD/E T，从而使此信元长3字节。在此实施例中，在第二缓冲电路中使用字段DP与POL，从而确定将在哪个缓冲器中存储此信元。
交换机内部标题208与ATM信元一起在整个交换机中被传送，在附录1中将会解释图5所示的参数所采用的首字母缩略词。
图6是表示涉及具有内部标题500(参见图5)的ATM信元的缓冲电路46所执行的步骤流程图。在步骤600上，缓冲电路46利用DP与OSP参数的值来确定此信元应存储在信元缓冲器90的哪个队列中。如从附录1中所能明白的，DP参数是表示信元延迟优先级的延迟优先级参数，DSP参数是包含有关此信元预定要到达的交换机端口(例如，交换机端口501-50n之一)的信息的目的地交换机端口参数。DP与DSP参数因而是对应第一缓冲数据206的一些参数。
在步骤602，缓冲电路46查询参数PC，以确定此信元是否属于分组连接。如果此信元不属于分配连接，执行步骤604(并且有可能执行步骤608-612)。在步骤604上，缓冲电路46确定对应于在步骤600中识别的特定队列的队列长度的计数值是否超过PPD/NSCD T参数的值。从附录1中可以明白PPD/NSCD T参数是部分分组抛弃/非选择信元抛弃门限值，并且被用于传送部分分组抛弃门限值(如果这是分组连接的话)或非选择信元抛弃门限值(如果这不是分组连接的话)。如果对应于在步骤600识别的特定队列的队列长度的计数值确实超过PPD/NSCD T参数的值，则执行步骤606并抛弃此信元。否则，操作利用步骤608继续。
在步骤608上，缓冲电路46确定内部标题500是否表示通过检查参数DE能启动信元抛弃。
如果启动了信元抛弃，缓冲电路46在步骤610确定所属队列(即在步骤600中确定的队列)的队列长度计数值是否超过拥塞门限值。从内部标题500的参数SCD/EPD/E T中确定此拥塞门限值。参数SCD/EPD/E T是选择信元抛弃/旧分组抛弃/EFCI门限值并包含EFCI与旧分组抛弃门限值(如果是分组连接的话)或EFCI与选择信元抛弃门限值(如果不是分组连接的话)。
如果在步骤610上确定超过拥塞门限值，则在步骤612上缓冲电路36确定此信元是否是低优先级，即，此ATM信元标题中的CLP比特是否为“1”。此检查是重要的，这是因为在超过此门限时选择信元抛弃表示抛弃具有低优先级的信元。
如果在步骤612上的确定是肯定的，则在步骤614抛弃此信元。另一方面，如果在步骤608、610或612上的任何一个检查或确定是否定的，则执行步骤616。在步骤616上此信元存储在步骤600所确定的特定队列中。然后，在步骤616之后，在步骤618递增与那个特定队列相关的队列长度计数值。
如果在步骤602确定此信元是分组连接的一部分，则接下来执行步骤620。在步骤620，确定此信元是否是分组中最后一个信元。如果此信元是分组中最后一个信元，在步骤622将此信元标记为内部存储器中最后的信元。否则，在步骤624上，将此信元标记为不是最后信元。因而，分别在步骤622与624上设置或清除“消息结束”(EOM)标志(也表示分组结束或分组的最后信元)。
在步骤622或624之后，在步骤626检查标志，以确定部分分组抛弃(PPD)是否正在进行。如果正在进行部分分组抛弃，则接下来执行步骤628。在步骤628上，检查是否设置消息结束(EOM)标志。由于在部分分组抛弃正在进行的情况中不应抛弃最后的信元，所以此检查是重要的。如果步骤628上的检查是肯定的，在步骤630上进一步检查对应于在步骤600中识别的特定队列的队列长度的计数值是否超过PPD/NSCD T参数的值(参见步骤604)。如果步骤628上的检查是否定的或步骤630上的确定是肯定的，则在步骤632上抛弃此信元。否则，接下来执行步骤634。在步骤634上，在步骤600上确定的特定队列中存储此信元。随后，在步骤636中，递增与那个特定队列相关的队列长度计数值。在步骤638上清除表示部分分组抛弃的标志。
如果在步骤626上确定未在进行部分分组抛弃，则在步骤640通过查看旧分组抛弃标志来检查是否在进行旧分组抛弃(EPD)。如果正在进行旧分组抛弃，执行步骤642、644与646。在步骤642上，抛弃此信元。在步骤644，检查是否设置消息结束(EOM)标志。如果步骤644上的确定是肯定的，则清除旧分组抛弃(EPD)标志。
假定未在进行旧分组抛弃，则在步骤650上缓冲电路46确定对应于在步骤600中识别的特定队列的队列长度的计数值是否超过PPD/NSCD T参数的值。如果超过的话，执行步骤652、654与656。在步骤652上，抛弃此信元。在步骤654上，检查是否设置消息结束(EOM)标志。如果步骤654上的确定是否定的，则在步骤656上设置部分分组抛弃(PPD)标志。
如果在步骤650未超过队列长度计数值，则在步骤660检查标志，以确定抛弃启动是否在进行。如果未在进行，在步骤662上存储此信元并在步骤664递增队列长度计数值。如果抛弃启动在进行，接下来在步骤670上检查队列长度计数值是否超过选择信元抛弃/旧分组抛弃/EFCI门限值(SCD/EPD/E T)。如果未超过，存储此信元(步骤672)并递增队列长度计数值(步骤674)。如果步骤670是肯定的，抛弃此信元(步骤680)；检查是否设置消息结束(EOM)标志，并且设置表示旧分组抛弃(EPD)正在进行的标志(步骤684)。
如从前面所明白的，在选择信元抛弃中，抛弃低优先级信元(如利用其CLP参数所确定的那样)。在旧分组抛弃中，抛弃全部分组。
如从图3的讨论中所明白的，能以各种方式组织和构造其中存储信元的队列。一般地，缓冲电路46包括一个从哪个队列中选择获得信元以便通过交换机端口50发送到交换机核心22的调度程序。一般地，此调度程序选择具有最高优先级的队列并发送存储在此队列中的最旧信元。在将此信元发送到交换机核心22时，递减用于此发送队列的队列长度计数值。
虽然前面描述已说明了与各个队列有关的某些门限值的使用，但本发明也包括其他类型的门限值。例如，可以采用用于整个信元缓冲器90的门限值(例如，信元缓冲器90的所有队列中总的信元计数值)。也有可能将具有最大队列长度和拥塞门限值用于所选队列组，例如，用于所有连接的特定业务等级。每个连接一个门限值也是有可能的。在这样的情况中，附加门限值也用于确定是否应抛弃此信元。以与所示门限值类似的方法，这些附加门限也将用于扩充ATM信元。
在诸如图1实施例的这些实施例中，其中将缓冲数据提供给第一缓冲电路44与第二缓冲电路72，缓冲数据不一定对于每个缓冲电路是唯一的。然而，在又一实施例中，每个缓冲电路利用不同的缓冲数据，例如，不同的门限值。
虽然图3表示能与图1的ATM交换机一起使用的入口缓冲部分的特定示例实施例，但应理解还有其他实施例。即，能采用许多不同的缓冲/队列结构。例如，能利用每个连接一个队列、每个业务等级和目的地一个队列、或每个业务等级一个队列进行缓冲/排队。
图7表示交换机终端24’的另一实施例，此交换机终端24’与图1的交换机终端24的不同在于包括存储器500中的第二数据库。存储器500(它具有存储在其中的第二数据库)连到第二缓冲电路72。第二数据库用于点对多点连接。在此方面，对于点对多点信元，在交换机20的出口上必须加上输出的VPI/VCI值。将所有输出的VPI/VCI值在入口上(例如，利用ATM控制器44)加到此信元上将使此信元太大，以致例如不能通过交换机核心22进行传输。因此，在第二缓冲电路72上将输出VPI/VCI值加到此信元。可以利用存储在存储器500中的数据库的查找操作来获得VPI/VCI值。因此，将微处理器80表示为连接到第二缓冲电路72与数据库存储器500。
用于交换机20的存储器大小取决于必须支持的连接数量和实施的先进程度(例如，采用多少门限值)。
因此，为了处理点对点信元，本发明的交换机20仅具有一个数据库，即，存储在存储器82中的数据库，可以在查找的基础上查阅此数据库以便获得路由选择数据与缓冲数据。为了处理点对多点信元，在交换机中和在交换机核心外仅要求(存储器82与92中的)两个数据库。因此，交换机20可以使实行查找操作所用的昂贵存储器要求和时间最小。而且，不要求有大量查找存储器，所以交换机20简化了电路设计。
如图2所示，发送给第一缓冲电路46的每个ATM信元的带宽(例如，大小)与发送到交换机核心22中的相同。因此，假定交换机核心22能容纳足够的带宽，交换机20的构成部件所要求的所有数据能通过交换机20利用ATM信元来发送。
虽然本发明特别结合其优选实施例进行表示和描述，但本领域技术人员将明白可以在形式与细节上进行各种改变而不脱离本发明的精神与范畴。例如，虽然缓冲电路46与72被表示为连到交换机端口，但缓冲电路46与72的其他位置也是有可能的。例如，缓冲电路46与72可以包括在交换机核心22内部中。而且，本发明能在不采用交换机核心的交换机设备中来实施。在这样的无核心实施中，使用一个中央缓冲器，在此中央缓冲器中存储来自所有外部终端的所有链路的所有信元。例如，本发明包括其中利用诸如上述的第一缓冲数据206与第二缓冲数据210之一或二者的缓冲数据来预先考虑信元的无核心实施。
附录1PPD/NSCD T
部分分组抛弃/非选择信元抛弃门限值。此字段用于传送部分分组抛弃门限值(如果是分组连接的话)或非选择信元抛弃门限值(如果不是分组连接的话)。长度12比特。
PC分组连接。此字段用于指定此信元是否属于传送AAL5分组的连接，此信息用于决定是否应执行分组抛弃。长度1比特。
DP延迟优先级。此字段用于传送有关信元具有的延迟优先级的信息。此信息与目的地交换机端口字段一起用于决定应在哪个缓冲队列中存储此信元。长度6比特。
SCD/EPD/E T选择信元抛弃/旧分组抛弃/EFCI门限值。此字段用于传送EFCI与旧分组抛弃门限值(如果是分组连接的话)或EFCI与选择信元抛弃门限值(如果不是分组连接的话)。长度6比特。
POL物理输出链路。此字段用于传送有关应发送此信元给哪条物理链路的信息。此信息用于明显的速率计算。长度4比特。
PIL物理输入链路。此字段用于传送有关已从哪条物理链路中接收到此信元的信息。此信息用于明显的速率计算。长度4比特。
ECEFCI标记连接。此字段用于指定在交叉EFCI门限值时是否应该以EFCI来标记此信元。此EFCI门限值转移到选择信元抛弃/旧分组抛弃/EFCI门限值字段中。长度1比特。
CT信元类型。此字段用于指定此信元是前向RM信元、后向RM信元或不是RM信元。长度1比特ACABR连接。此字段用于指定此信元是否属于ABR连接。长度1比特。
RI路由选择信息。此字段用于包含用于通过交换机核心为此信元选择路由的信息。长度14比特。
IDP隐式延迟优先级。此字段分配两个丢失优先级之一给建立连接的信元，一个连接具有两个延迟优先级。长度1比特。
ICI内部信道识别符。此字段在交换机中用作标准化的VPI字段所变换的内部信道识别符。长度15比特。
ICIP隐式信元丢失优先级。此字段分配两个丢失优先级之一给建立连接的信元，一个连接具有两个延迟优先级。长度1比特。
MCI多址传播指示。此字段用于表示目的地址是否应解释为交叉点地址或表地址。长度1比特。
SAV源地址有效。此字段用于表示SA字段的有效性。长度1比特。
SA源地址。此字段是输入端口号。长度7比特。
CID信元识别。此字段包含用于识别此信元为空闲信元、告警信元、业务信元或前向RM信元的识别码。长度3比特。
VCI虚通路识别符。此字段在虚通路层上进行交换时不保持信息，但在VP层上进行交换时保持标准化信元的VCI值，此AM字段用于决定应如何解释VCI字段。长度12比特。
PT有效负载类型。此字段表示有效负载是用户信元数据还是OAM数据、是否经历拥塞和如何设置ATM层用户至ATM层用户指示符。长度3比特。
CLP信元丢失优先级。此字段定义在CCITT建议I.361(B-ISDN ATM层规范)中并用于在同一连接内将两个优先级之一分配给不同的信元。长度1比特。
DE抛弃启动。如果是分组连接，此字段用于指定是否执行旧分组抛弃。如果不是分组连接，此字段用于指定是否执行选择信元抛弃。长度1比特。
DSP目的地交换机端口。此字段用于传送有关此信元预定的交换机端口的信息。此信息与延迟优先级字段一起用于决定应在缓冲器的哪个队列中存储此信元。长度7比特。
PAYLOAD透明的有效负载。此字段用于存储用户数据。长度384比特。
权利要求
1.一种异步传送模式(ATM)交换机，包括控制器，它利用缓冲数据扩充ATM信元；缓冲电路，它连到此控制器，用于接收扩充的ATM信元，此缓冲电路具有缓冲存储器，在此缓冲存储器中根据缓冲数据存储此ATM信元。
2.权利要求1的设备，还包括连到此控制器的数据库，此数据库具有查找表，并且其中此控制器利用此查找表执行查找操作来确定缓冲数据。
3.权利要求1的设备，还包括交换机核心，通过此交换机核心为ATM信元选择路由。
4.权利要求3的设备，其中由此控制器执行的查找操作是在通过交换机核心为此ATM信元选择路由之前对此ATM信元执行的唯一查找操作。
5.权利要求3的设备，其中此缓冲电路连在控制器与交换机核心之间。
6.权利要求3的设备，还包括；第二缓冲电路，它被连接成用于从交换机核心接收扩充的ATM信元，此第二缓冲电路具有一个在其中根据缓冲数据来存储ATM信元的缓冲存储器。
7.权利要求6的设备，还包括数据库存储器，在此数据库存储器中存储VPI/VCI信息，该信息由第二缓冲电路存取以便将其包含在多址传播ATM信元中。
8.权利要求1的设备，其中缓冲数据至少是门限值、用于缓冲电路的队列数据和连接类型数据之中至少之一。
9.一种异步传送模式(ATM)交换机，包括在交换机入口侧上的控制器，利用缓冲数据扩充ATM信元。
10.权利要求9的设备，还包括数据库存储器，在此数据库存储器中存储VPI/VCI信息，该信息由缓冲电路存取以便将其包含在多址传播ATM信元中。
11.权利要求9的设备，其中缓冲数据是门限值、用于缓冲电路的队列数据和连接类型数据之中至少之一。
12.权利要求9的设备，还包括交换机核心，通过此交换机核心为ATM信元选择路由，和其中缓冲电路从此交换机核心接收扩充的ATM信元。
13.操作异步传送模式(ATM)交换机的一种方法，此方法包括以下步骤利用缓冲数据扩充ATM信元；发送扩充的ATM信元给缓冲电路，于是此ATM信元根据缓冲数据而被存储在信元缓冲存储器中。
14.根据权利要求13的方法，其中在利用缓冲数据扩充ATM信元之前，此方法还包括利用此ATM信元标题的内容来执行查找操作并获得用于此ATM信元的缓冲数据。
15.权利要求13的方法，还包括在发送扩充的ATM信元给缓冲电路之后通过交换机核心为此ATM信元选择路由。
16.权利要求15的方法，其中查找操作是在通过交换机核心为此ATM信元选择路由之前对此ATM信元执行的唯一查找操作。
17.权利要求15的方法，还包括从交换机核心中发送扩充的ATM信元给第二缓冲电路，于是此ATM信元根据缓冲数据而被存储在第二信元缓冲存储器中。
18.权利要求17的方法，还包括存取其中存储VPI/VCI信息的数据库存储器以便在多址传播ATM信元中包含此VPI/VCI信息。
19.操作异步传送模式(ATM)交换机的一种方法，此方法包括利用缓冲数据扩充ATM信元；通过交换机核心为此ATM信元选择路由；从交换机核心中发送扩充的ATM信元给缓冲电路，于是此ATM信元根据缓冲数据而被存储在信元缓冲存储器中。
20.权利要求19的方法，还包括存取其中存储VPI/VCI信息的数据库存储器以便在多址传播ATM信元中包含此VPI/VCI信息。
全文摘要
异步传送模式(ATM)交换机(20)包括利用缓冲数据扩充ATM信元的控制器(44)。在信元进入交换机期间,连到此控制器(44)的缓冲电路(46)接收扩充的ATM信元并根据缓冲数据在缓冲信元存储器(90)中存储扩充的ATM信元。在从缓冲信元存储器(90)中提取时,通过交换机核心(22)为ATM信元选择路由。在信元从交换机输出期间,信元离开交换机核心(22)、穿过交换机端口(50)并在第二缓冲电路(72)中进行接收,第二缓冲存储电路(72)根据缓冲数据在信元缓冲存储器(92)中存储扩充的ATM信元。
文档编号H04L12/56GK1269936SQ9880900
公开日2000年10月11日 申请日期1998年6月30日 优先权日1997年7月11日
发明者G·拉松, C·弗兰森, R·西森南 申请人:艾利森电话股份有限公司