專利名稱：異步傳輸模式交換機(jī)中的信元處理方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異步傳輸模式(ATM)交換機(jī)中的信元處理，具體涉及在使用多點(diǎn)傳送連接標(biāo)識(shí)符(MCI)(multicast connection identifier)的ATM交換機(jī)中的信元處理方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
多點(diǎn)傳送是在多個(gè)地點(diǎn)之間的雙向通信，意味著一種在一個(gè)發(fā)送方和多個(gè)目的地方之間進(jìn)行的通信類型。例如，多點(diǎn)傳送與向一個(gè)地址薄中存儲(chǔ)的所有地址發(fā)送電子郵件是相同的。多點(diǎn)傳送是用于諸如電視會(huì)議或電話會(huì)議之類的電信會(huì)議的通信類型，其中一個(gè)發(fā)送方將視頻或音頻信號(hào)發(fā)送到多個(gè)選定的目的地方(即地點(diǎn))，多點(diǎn)傳送也可以用于從視頻點(diǎn)播(VOD)服務(wù)器將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到多個(gè)用戶機(jī)頂盒。
單點(diǎn)傳送(unicast)與多點(diǎn)傳送相反，意味著一種在一個(gè)發(fā)送方和一個(gè)目的地方之間進(jìn)行的通信類型。
作為ATM交換機(jī)中使用的常規(guī)多點(diǎn)傳送系統(tǒng)，有信元復(fù)制型多點(diǎn)傳送系統(tǒng)和地址復(fù)制型多點(diǎn)傳送系統(tǒng)。
圖1是表示常規(guī)信元復(fù)制型多點(diǎn)傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
根據(jù)該系統(tǒng)，在交換機(jī)結(jié)構(gòu)的前面提供一信元復(fù)制電路10，并且將一個(gè)具有多種目的地地址的多點(diǎn)傳送信元復(fù)制到具有一個(gè)目的地地址的多種單點(diǎn)傳送信元中。在信元復(fù)制型多點(diǎn)傳送中，在一個(gè)輸入終端輸入的多點(diǎn)傳送信元被復(fù)制到對(duì)應(yīng)于各自輸出端口(即扇出端被存儲(chǔ)在共享緩沖器30中的多個(gè)信元存儲(chǔ)空間中。存儲(chǔ)單點(diǎn)傳送信元的緩沖器號(hào)碼和緩沖器的地址被存儲(chǔ)在地址隊(duì)列20中。
在上述信元復(fù)制型多點(diǎn)傳送結(jié)構(gòu)中，共享緩沖器30中存儲(chǔ)的信元數(shù)量與多點(diǎn)傳送信元的目的地?cái)?shù)量或扇出端口的數(shù)量成比例增加，這造成ATM交換機(jī)中的信元業(yè)務(wù)量增加，以及多點(diǎn)傳送環(huán)境中的過度信元損失。
圖2是表示常規(guī)地址復(fù)制型多點(diǎn)傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
根據(jù)該地址復(fù)制型系統(tǒng)，多點(diǎn)傳送信元被存儲(chǔ)在共享緩沖器60中，共享緩沖器60中存儲(chǔ)該多點(diǎn)傳送信元的地址被地址復(fù)制電路40復(fù)制，然后存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于各自扇出端口的地址隊(duì)列50中。
在上述地址復(fù)制型多點(diǎn)傳送結(jié)構(gòu)中，多點(diǎn)傳送信元被存儲(chǔ)在共享緩沖器60中的信元存儲(chǔ)空間中，緩沖器號(hào)碼和緩沖器的地址被地址復(fù)制電路40復(fù)制，然后存儲(chǔ)在地址隊(duì)列50中。在此情況下，共享緩沖器60中的有效業(yè)務(wù)量不增加，但是存儲(chǔ)多點(diǎn)傳送信元的地址的地址隊(duì)列50的業(yè)務(wù)量增加，這也造成了行首(HOL)(head-of-line)阻塞現(xiàn)象的增加。多點(diǎn)傳送環(huán)境中的這種阻塞現(xiàn)象造成ATM交換機(jī)的處理能力下降。
圖3是表示常規(guī)共享緩沖存儲(chǔ)器型ATM交換機(jī)中的HOL阻塞的示意圖。
假設(shè)位于各自地址隊(duì)列的首部上的信元A，B，C和D應(yīng)該被輸出到一個(gè)信元時(shí)隙。由于信元B，A和C被一起存儲(chǔ)在共享緩沖存儲(chǔ)器70的第三緩沖器中，它們無法由信元時(shí)隙在一次同時(shí)讀出。即，共享緩沖存儲(chǔ)器70僅每次一個(gè)地執(zhí)行讀或?qū)懖僮鳌?br> 因此，第三緩沖器只讀出信元B，A和C中的一個(gè)信元，剩余的兩個(gè)扇出端口處于空閑狀態(tài)，使得整個(gè)交換系統(tǒng)的處理能力下降。根據(jù)排隊(duì)理論，可以知道處理能力下降大約46％。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中涉及的問題，并提供一種在ATM交換機(jī)中的信元處理方法和設(shè)備，可以通過將多點(diǎn)傳送連接標(biāo)識(shí)符(MCI)給予各個(gè)多點(diǎn)傳送信元來防止單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生的HOL阻塞，并因此防止多點(diǎn)傳送環(huán)境中的過度信元損失。
根據(jù)本發(fā)明，通過提供一種在ATM交換機(jī)中的信元處理方法來實(shí)現(xiàn)上述目的，該方法包括以下步驟在共享緩沖存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元，并在地址隊(duì)列中存儲(chǔ)各個(gè)信元的地址；對(duì)緩沖器中存儲(chǔ)的信元給予各自的優(yōu)先級(jí)；根據(jù)給予的優(yōu)先級(jí)從緩沖器中讀出信元；并將從緩沖器讀出的信元發(fā)送到扇出端口，并確定要最終輸出的信元。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種在ATM交換機(jī)中的信元處理設(shè)備，包括緩沖器，用于存儲(chǔ)輸入到ATM交換機(jī)的信元；多點(diǎn)傳送連接標(biāo)識(shí)符(MCI)地址隊(duì)列，用于存儲(chǔ)多點(diǎn)傳送信元的緩沖器地址；單點(diǎn)傳送地址隊(duì)列，用于存儲(chǔ)單點(diǎn)傳送信元的緩沖器地址；和扇出端口，用于接收來自各個(gè)地址隊(duì)列的信元并將接收的信元輸出到對(duì)應(yīng)的目的地。


在結(jié)合附圖閱讀了以下詳細(xì)說明后，本發(fā)明的上述目的和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，在附圖中圖1是表示常規(guī)信元復(fù)制型多點(diǎn)傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示常規(guī)地址復(fù)制型多點(diǎn)傳送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖；
圖3是表示常規(guī)共享緩沖存儲(chǔ)器型ATM交換機(jī)中的HOL阻塞的示意圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的在ATM交換機(jī)中的信元處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的信元處理方法的流程圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的MCI地址隊(duì)列和指針的示意圖；圖7A是表示一個(gè)顯示MCI地址隊(duì)列的每個(gè)扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度和優(yōu)先級(jí)的表的示意圖；圖7B是表示單點(diǎn)傳送信元和扇出端口的讀優(yōu)先級(jí)的示意圖；圖7C是表示多點(diǎn)傳送信元和扇出端口的讀優(yōu)先級(jí)的示意圖；圖8是解釋根據(jù)本發(fā)明的在ATM交換機(jī)中的信元處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖中表示的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)根據(jù)本發(fā)明的信元處理方法和設(shè)備進(jìn)行說明。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的在ATM交換機(jī)中的信元處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意圖，圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的信元處理方法的流程圖。
參見圖4和5，下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明的在ATM交換機(jī)中的信元處理方法進(jìn)行說明。
首先，各個(gè)信元的地址被存儲(chǔ)在地址隊(duì)列120和130中(步驟S10)。
根據(jù)常規(guī)信元復(fù)制系統(tǒng)或地址復(fù)制系統(tǒng)，多點(diǎn)傳送信元和單點(diǎn)傳送信元的地址被存儲(chǔ)在一個(gè)地址隊(duì)列中。反之，根據(jù)本發(fā)明，ATM交換機(jī)在共享緩沖存儲(chǔ)器110中對(duì)多點(diǎn)傳送信元和單點(diǎn)傳送信元分類，把多點(diǎn)傳送信元的地址存儲(chǔ)在多點(diǎn)傳送連接標(biāo)識(shí)符(MCI)地址隊(duì)列120中，把單點(diǎn)傳送信元的地址存儲(chǔ)在單點(diǎn)傳送隊(duì)列130中，并且分別保持多點(diǎn)傳送信元和單點(diǎn)傳送信元的地址隊(duì)列。此時(shí)，多點(diǎn)傳送信元或單點(diǎn)傳送信元的地址意味著共享緩沖存儲(chǔ)器110的緩沖器號(hào)碼或地址。
MCI是一種給予通過一個(gè)呼叫決定發(fā)送的所有多點(diǎn)傳送信元的標(biāo)識(shí)符，并且是對(duì)應(yīng)交換機(jī)中的一個(gè)局部唯一值。具有相同MCI的多點(diǎn)傳送信元被存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的MCI地址隊(duì)列120的地址中。MCI地址隊(duì)列120具有與扇出端口的數(shù)量一樣多的讀指針，和一個(gè)寫指針。
讀指針被分配給ATM交換機(jī)的各個(gè)扇出端口，并且每當(dāng)讀出多點(diǎn)傳送信元時(shí)讀指針被一個(gè)接一個(gè)地增加。寫指針代表MCI地址隊(duì)列120中存儲(chǔ)多點(diǎn)傳送信元的地址的位置，并且每當(dāng)屬于對(duì)應(yīng)MCI的多點(diǎn)傳送信元被輸入到MCI地址隊(duì)列120時(shí)寫指針被一個(gè)接一個(gè)地增加。
對(duì)存儲(chǔ)在共享緩沖存儲(chǔ)器110中的信元給予各自的優(yōu)先級(jí)(步驟S30)。
根據(jù)用于選擇要被讀出到ATM交換機(jī)的各自扇出端口的多點(diǎn)傳送信元的過程，獲得MCI地址隊(duì)列120的各自扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度(步驟S20)，并且通過比較各個(gè)獲得的扇出端口的長(zhǎng)度，相對(duì)于具有各自扇出端口的最長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度的多點(diǎn)傳送信元確定讀優(yōu)先級(jí)(步驟S30)。然后，ATM交換機(jī)確認(rèn)具有所確定優(yōu)先級(jí)的信元位于共享緩沖存儲(chǔ)器110的哪個(gè)緩沖器中。
隊(duì)列長(zhǎng)度是MCI地址隊(duì)列120的寫指針地址和各自扇出端口的讀指針地址之間的差值，并且意味著等待輸出的信元的數(shù)量。
單點(diǎn)傳送信元的優(yōu)先級(jí)由單點(diǎn)傳送地址的長(zhǎng)度給定。
如果確定了相應(yīng)信元的優(yōu)先級(jí)，ATM交換機(jī)開始從共享緩沖存儲(chǔ)器110讀出信元(步驟S40)。在共享緩沖器的讀周期期間，ATM交換機(jī)檢查在各信元間是否產(chǎn)生HOL阻塞，并從共享緩沖存儲(chǔ)器讀出信元。HOL阻塞的類型和所產(chǎn)生HOL阻塞的避免如下所述。
如果在單點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞，那么首先從緩沖器110讀出具有較高優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元。
而且，如果在多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞，那么首先從緩沖器110讀出具有較高優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元。
在單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞的情況下，首先讀出單點(diǎn)傳送信元，而不考慮信元的隊(duì)列長(zhǎng)度。
對(duì)于每個(gè)信元時(shí)隙，重復(fù)三次從ATM交換機(jī)的共享緩沖存儲(chǔ)器中讀出信元的操作，并且從共享緩沖存儲(chǔ)器110讀出的信元被發(fā)送到對(duì)應(yīng)的扇出端口(步驟S50)。
對(duì)于共享緩沖器的一個(gè)讀周期，即1/3信元時(shí)隙，可以到達(dá)各自扇出端口的信元被分類為三種情況。
即，存在以下三種情況僅有單點(diǎn)傳送信元到達(dá)，僅有多點(diǎn)傳送信元到達(dá)，單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元同時(shí)到達(dá)?？梢缘竭_(dá)的信元的最大數(shù)量是2，這對(duì)應(yīng)于單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元都到達(dá)的情況。此時(shí)，扇出面板(fan-out mask)最終輸出具有比另一個(gè)信元更長(zhǎng)的隊(duì)列長(zhǎng)度的信元(步驟S60)。
圖6是表示為每個(gè)MCI保持的MCI地址隊(duì)列和指針的概念的示意圖。
利用給定的MCI對(duì)ATM交換機(jī)中的各個(gè)多點(diǎn)傳送信元與單點(diǎn)傳送信元相區(qū)別，并且還與用于一個(gè)不同呼叫決定的多點(diǎn)傳送信元相區(qū)別。由ATM交換機(jī)自己把MCI給予多點(diǎn)傳送信元，并且通過一個(gè)呼叫決定發(fā)送的所有多點(diǎn)傳送信元具有相同的MCI。因此，可以由ATM交換機(jī)改變MCI值的給予和MCI地址隊(duì)列120的確定。
MCI地址隊(duì)列120具有M個(gè)地址存儲(chǔ)空間，M大于或等于ATM交換機(jī)的總?cè)萘?。在MCI地址隊(duì)列120的地址存儲(chǔ)空間中存儲(chǔ)多點(diǎn)傳送信元的共享緩沖存儲(chǔ)器110的地址，并且地址存儲(chǔ)空間包括代表緩沖器的順序的號(hào)碼和對(duì)應(yīng)緩沖器的地址。
MCI地址隊(duì)列120具有多個(gè)讀指針和一個(gè)寫指針，讀指針的數(shù)量與扇出端口的數(shù)量相同。讀指針表示MCI地址隊(duì)列120中存儲(chǔ)ATM交換機(jī)的每個(gè)扇出端口的信元的地址，寫指針表示MCI地址隊(duì)列中要寫入多點(diǎn)傳送信元的地址的空地址。例如，假設(shè)存儲(chǔ)在第三緩沖器的#12地址中的多點(diǎn)傳送信元的地址被存儲(chǔ)在MCI#2地址隊(duì)列的第36地址中。如果MCI地址隊(duì)列120的第36地址被#2扇出端口的讀指針和#3扇出端口的讀指針訪問，那么應(yīng)該把第三緩沖器的#12地址中存儲(chǔ)的多點(diǎn)傳送信元通過#2和#3扇出端口輸出。
在圖6中，MCI#K地址隊(duì)列的M-6，M-5，M-4和M-2分別被表示#2扇出端口的讀指針，表示#4扇出端口的讀指針，表示#1扇出端口的讀指針，和表示#3扇出端口的讀指針訪問。因此，在MCI#K地址隊(duì)列中，M-6所指的信元被讀出到#2扇出端口，M-5所指的信元被讀出到#4扇出端口，M-4所指的信元被讀出到#1扇出端口，M-2所指的信元被讀出到#3扇出端口。
使用呼叫分拆方法(call-splitting method)輸出MCI地址隊(duì)列120中存儲(chǔ)的多點(diǎn)傳送信元。呼叫分拆方法不在一個(gè)信元時(shí)間將所有多點(diǎn)傳送信元發(fā)送到對(duì)應(yīng)扇出端口，而是在幾個(gè)信元時(shí)間將它們輸出。例如，如果假設(shè)MCI#2地址隊(duì)列中的信元的目的地扇出端口是#1，#2，和#3，當(dāng)從共享緩沖存儲(chǔ)器110讀出信元時(shí)，一個(gè)非呼叫分拆方法將MCI#2地址隊(duì)列中的所有對(duì)應(yīng)信元輸出到#1，#2，和#4扇出端口。反之，根據(jù)呼叫分拆方法，當(dāng)從共享緩沖存儲(chǔ)器110讀出MCI地址隊(duì)列中的對(duì)應(yīng)信元時(shí)，在一個(gè)信元時(shí)間將一部分信元輸出到預(yù)定的扇出端口(例如，#1和#4扇出端口)，并且在下一個(gè)信元時(shí)間將剩余的信元輸出到剩余的扇出端口(即#2扇出端口)。
圖7A是表示一個(gè)顯示MCI地址隊(duì)列的每個(gè)扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度和優(yōu)先級(jí)的表的示意圖。
為了為每個(gè)扇出端口選擇具有最長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度的多點(diǎn)傳送信元，各個(gè)MCI地址隊(duì)列120的讀指針和寫指針計(jì)算各自MCI地址隊(duì)列120的寫指針與各自扇出端口的讀指針之間的差，并比較每個(gè)扇出端口的各個(gè)MCI地址隊(duì)列120的長(zhǎng)度。按照每個(gè)扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度的順序確定讀優(yōu)先級(jí)。然后，確認(rèn)緩沖器號(hào)碼，即確認(rèn)具有所確定的讀優(yōu)先級(jí)的相應(yīng)信元位于共享緩沖存儲(chǔ)器110中的哪個(gè)緩沖器。
接著，由以下公式獲得第n個(gè)MCI地址隊(duì)列的四個(gè)扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度。[公式]*第n個(gè)MCI地址隊(duì)列#1扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度＝*寫指針－#1扇出端口的讀指針*#2扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度＝*寫指針－#2扇出端口的讀指針*#3扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度＝*寫指針－#3扇出端口的讀指針*#4扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度＝*寫指針－#4扇出端口的讀指針*在圖7A中，垂直軸和水平軸分別表示MCI地址隊(duì)列120和扇出端口，并且顯示了MCI地址隊(duì)列120的對(duì)應(yīng)扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度的計(jì)算值和它們的優(yōu)先級(jí)。
下面解釋MCI地址隊(duì)列#1和#2與扇出端口之間的關(guān)系。各個(gè)MCI地址隊(duì)列的地址中存儲(chǔ)的內(nèi)容是共享緩沖存儲(chǔ)器110上的多點(diǎn)傳送信元地址。
例如，MCI#1地址隊(duì)列的第11地址中存儲(chǔ)的多點(diǎn)傳送信元地址被發(fā)送到#1扇出端口，第12，10，和16地址中存儲(chǔ)的信元地址被發(fā)送到#2，#3和#4扇出端口。而且，在MCI#2地址隊(duì)列的情況下，第9，5，20和17地址中存儲(chǔ)的共享緩沖存儲(chǔ)器上的多點(diǎn)傳送信元地址發(fā)送到#1，#2，#3和#4扇出端口。
接著，將對(duì)用于選擇具有在MCI#1和#2地址隊(duì)列中的最長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度的扇出端口的過程進(jìn)行說明。假設(shè)MCI#1和#2地址隊(duì)列的寫指針指向第100地址。如上所述，隊(duì)列的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)的地址隊(duì)列中存儲(chǔ)的信元的數(shù)量。
在MCI#1地址隊(duì)列中，要被讀出到#1扇出端口的地址隊(duì)列的長(zhǎng)度是89(即，100-11)，要被讀出到#2扇出端口的地址隊(duì)列的長(zhǎng)度是88(即，100-12)，要被讀出到#3扇出端口的地址隊(duì)列的長(zhǎng)度是90(即，100-10)，要被讀出到#4扇出端口的地址隊(duì)列的長(zhǎng)度是84(即，100-16)。
而且，在MCI#2地址隊(duì)列中，要被讀出到#1扇出端口的地址隊(duì)列的長(zhǎng)度是91(即，100-9)，要被讀出到#2扇出端口的地址隊(duì)列的長(zhǎng)度是95(即，100-5)，要被讀出到#3扇出端口的地址隊(duì)列的長(zhǎng)度是80(即，100-20)，要被讀出到#4扇出端口的地址隊(duì)列的長(zhǎng)度是83(即，100-17)。同時(shí)，#1扇出端口中MCI#2地址隊(duì)列是91并且是最長(zhǎng)的一個(gè)地址隊(duì)列，#2扇出端口中MCI#2地址隊(duì)列是95并且是最長(zhǎng)的一個(gè)地址隊(duì)列。而且，#3扇出端口中MCI#1地址隊(duì)列是90并且是最長(zhǎng)的一個(gè)地址隊(duì)列，#4扇出端口中MCI#1地址隊(duì)列是84并且是最長(zhǎng)的一個(gè)地址隊(duì)列。
因此，按照各自扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度的順序確定讀優(yōu)先級(jí)。具體地說，第一優(yōu)先級(jí)是要被讀出到#2扇出端口的MCI#2地址隊(duì)列，第二優(yōu)先級(jí)是要被讀出到#1扇出端口的MCI#2地址隊(duì)列，第三優(yōu)先級(jí)是要被讀出到#3扇出端口的MCI#1地址隊(duì)列，第四優(yōu)先級(jí)是要被讀出到#4扇出端口的MCI#1地址隊(duì)列。
然后，確認(rèn)具有給定讀優(yōu)先級(jí)的MCI地址隊(duì)列120的每個(gè)扇出端口的讀指針指示共享緩沖存儲(chǔ)器110中的哪個(gè)緩沖器。該確認(rèn)用于防止HOL阻塞，其處理方法根據(jù)HOL阻塞的類型而不同。
如果HOL阻塞是在單點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生，那么首先從緩沖器110讀出具有較高讀優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元。
而且，在HOL阻塞是在多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生的情況下，首先從緩沖器110讀出具有較高讀優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元。
同時(shí)，在HOL阻塞是在單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生的情況下，首先讀出單點(diǎn)傳送信元，而不考慮相應(yīng)信元的隊(duì)列長(zhǎng)度。
圖7B顯示將讀優(yōu)先級(jí)給予單點(diǎn)傳送信元的情況，圖7C顯示將讀優(yōu)先級(jí)給予多點(diǎn)傳送信元的情況。圖8是解釋根據(jù)本發(fā)明在ATM交換機(jī)中從共享緩沖存儲(chǔ)器讀出信元和將它們發(fā)送到對(duì)應(yīng)扇出端口的過程的示意圖。
為了防止ATM交換機(jī)由于HOL阻塞而性能降低，ATM交換機(jī)在一個(gè)信元時(shí)間執(zhí)行三次讀操作。如圖7B所示，根據(jù)讀優(yōu)先級(jí)分別把單點(diǎn)傳送信元存儲(chǔ)在第四緩沖器，第二緩沖器，第二緩沖器，和第二緩沖器中。而且，如圖7C所示，根據(jù)讀優(yōu)先級(jí)分別把多點(diǎn)傳送信元存儲(chǔ)在第四緩沖器，第三緩沖器，第四緩沖器，和第四緩沖器中。
在第一共享緩沖存儲(chǔ)器的讀周期期間，從第四和第二緩沖器讀出具有第一和第二讀優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元，但是不讀出具有最高優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元。這是因?yàn)?，單點(diǎn)傳送信元具有高于多點(diǎn)傳送信元的優(yōu)先級(jí)。在第一共享緩沖存儲(chǔ)器的讀周期期間，不使用第三緩沖器來讀取單點(diǎn)傳送信元，因此讀取具有第二讀優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元。
在第二共享緩沖存儲(chǔ)器的讀周期期間，從第二緩沖器讀出具有第三讀優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元。該信元是在前一個(gè)周期中由于具有第二讀優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元而沒被讀出的信元。由于不使用第四緩沖器來讀取單點(diǎn)傳送信元，因此讀出第四緩沖器中存儲(chǔ)的具有第三讀優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元。
在第三共享緩沖存儲(chǔ)器的讀周期期間，讀出存儲(chǔ)在第二緩沖器中的具有第四讀優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元和存儲(chǔ)在第四緩沖器中的具有第四讀優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元。
從第一和第三共享緩沖器的讀周期可以看出，一個(gè)單點(diǎn)傳送信元和一個(gè)多點(diǎn)傳送信元分別被同時(shí)讀出到#1和#4扇出端口。扇出面板最終輸出具有比另一個(gè)信元更長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度的信元。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的在ATM交換機(jī)中的信元處理方法和設(shè)備可以解決在常規(guī)信元復(fù)制型或地址復(fù)制型多點(diǎn)傳送系統(tǒng)中發(fā)生的HOL阻塞所引起的過度信元損失和交換機(jī)處理能力下降的問題。
根據(jù)本發(fā)明的多點(diǎn)傳送方法用于支持ATM交換機(jī)的改善的多點(diǎn)傳送功能，并且由于本發(fā)明和常規(guī)多點(diǎn)傳送系統(tǒng)之間的性能差隨著多點(diǎn)傳送業(yè)務(wù)量的增加而變大，根據(jù)本發(fā)明的多點(diǎn)傳送方法可以有效地用于需要預(yù)期的多點(diǎn)傳送服務(wù)(例如VOD，電信會(huì)議等等)的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
雖然已經(jīng)出于例示目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不偏離所附權(quán)利要求中揭示的本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改，添加和替換。
權(quán)利要求
1.一種在異步傳輸模式(ATM)交換機(jī)中的信元處理方法，包括以下步驟在緩沖器中存儲(chǔ)單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元，并在地址隊(duì)列中存儲(chǔ)各個(gè)信元的地址；對(duì)緩沖器中存儲(chǔ)的信元給予各自的優(yōu)先級(jí)；根據(jù)給予的優(yōu)先級(jí)從緩沖器中讀出信元；將從緩沖器讀出的信元發(fā)送到扇出端口，并確定要最終輸出的信元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中地址隊(duì)列中存儲(chǔ)的地址是緩沖器中存儲(chǔ)的信元的地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中將多點(diǎn)傳送信元地址與單點(diǎn)傳送信元地址相區(qū)別地存儲(chǔ)在地址隊(duì)列中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中用于存儲(chǔ)多點(diǎn)傳送信元地址的地址隊(duì)列是為每個(gè)多點(diǎn)傳送連接標(biāo)識(shí)符(MCI)保持的MCI地址隊(duì)列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的信元處理方法，其中MCI地址隊(duì)列具有一個(gè)寫指針和與扇出端口的數(shù)量一樣多的讀指針。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中緩沖器是共享緩沖存儲(chǔ)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中按照單點(diǎn)傳送信元輸入到地址隊(duì)列的順序確定單點(diǎn)傳送信元的優(yōu)先級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中給予優(yōu)先級(jí)的步驟包括以下步驟計(jì)算各個(gè)扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度；通過比較各個(gè)扇出端口的所計(jì)算隊(duì)列長(zhǎng)度來確定優(yōu)先級(jí)；確認(rèn)具有所確定優(yōu)先級(jí)的信元存儲(chǔ)在哪個(gè)緩沖器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的信元處理方法，其中隊(duì)列長(zhǎng)度是寫指針地址和讀指針地址之間的差值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中在從緩沖器讀出信元的步驟中，如果在單點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生行首(HOL)阻塞，那么首先讀出具有較高優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元；如果在多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞，那么首先讀出具有較高優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元；如果在單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞，那么首先讀出單點(diǎn)傳送信元而不考慮信元的隊(duì)列長(zhǎng)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中在確定要在扇出端口最終輸出的信元的步驟中，如果單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元同時(shí)到達(dá)扇出端口，那么最終輸出具有較長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度的信元。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的信元處理方法，其中從緩沖器讀出信元的步驟在一個(gè)時(shí)隙時(shí)間中執(zhí)行三次。
13.一種在異步傳輸模式(ATM)交換機(jī)中的信元處理方法，包括以下步驟在緩沖器中存儲(chǔ)單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元，并在地址隊(duì)列中存儲(chǔ)各個(gè)信元的地址；計(jì)算地址隊(duì)列的各個(gè)扇出端口的隊(duì)列長(zhǎng)度；通過比較所計(jì)算的隊(duì)列長(zhǎng)度，確定信元的優(yōu)先級(jí)；確認(rèn)具有所確定優(yōu)先級(jí)的信元存儲(chǔ)在哪個(gè)緩沖器中；根據(jù)給予的優(yōu)先級(jí)從緩沖器讀出信元；將從緩沖器讀出的信元發(fā)送到扇出端口，并確定要最終輸出的信元。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的信元處理方法，其中地址隊(duì)列中存儲(chǔ)的地址是緩沖器中存儲(chǔ)的信元的地址。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的信元處理方法，其中將多點(diǎn)傳送信元地址與單點(diǎn)傳送信元地址相區(qū)別地存儲(chǔ)在地址隊(duì)列中。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的信元處理方法，其中用于存儲(chǔ)多點(diǎn)傳送信元地址的地址隊(duì)列是為每個(gè)多點(diǎn)傳送連接標(biāo)識(shí)符(MCI)保持的MCI地址隊(duì)列。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的信元處理方法，其中MCI地址隊(duì)列具有一個(gè)寫指針和與扇出端口的數(shù)量一樣多的讀指針。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的信元處理方法，其中緩沖器是共享緩沖存儲(chǔ)器。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的信元處理方法，其中按照單點(diǎn)傳送信元輸入到地址隊(duì)列的順序確定單點(diǎn)傳送信元的優(yōu)先級(jí)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的信元處理方法，其中隊(duì)列長(zhǎng)度是寫指針地址和讀指針地址之間的差值。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的信元處理方法，其中在從緩沖器讀出信元的步驟中，如果在單點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生行首(HOL)阻塞，那么首先讀出具有較高優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元；如果在多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞，那么首先讀出具有較高優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元；如果在單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞，那么首先讀出單點(diǎn)傳送信元而不考慮信元的隊(duì)列長(zhǎng)度。
22.根據(jù)權(quán)利要求13的信元處理方法，其中信元到達(dá)某個(gè)扇出端口有三種情況，一種情況是僅有單點(diǎn)傳送信元到達(dá)，一種情況是僅有多點(diǎn)傳送信元到達(dá)，一種情況是單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元同時(shí)到達(dá)，并且如果單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元同時(shí)到達(dá)，那么最終輸出具有比另一個(gè)信元更長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度的信元。
23.一種在異步傳輸模式(ATM)交換機(jī)中的信元處理設(shè)備，包括緩沖器，用于存儲(chǔ)輸入到ATM交換機(jī)的信元；多點(diǎn)傳送連接標(biāo)識(shí)符(MCI)地址隊(duì)列，用于存儲(chǔ)多點(diǎn)傳送信元的緩沖器地址；單點(diǎn)傳送地址隊(duì)列，用于存儲(chǔ)單點(diǎn)傳送信元的緩沖器地址；扇出端口，用于接收來自各個(gè)地址隊(duì)列的信元并將接收的信元輸出到對(duì)應(yīng)的目的地。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的信元處理設(shè)備，其中MCI地址隊(duì)列具有一個(gè)寫指針和與扇出端口的數(shù)量一樣多的讀指針。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的信元處理設(shè)備，其中緩沖器是共享緩沖存儲(chǔ)器。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的信元處理設(shè)備，其中如果在單點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生行首(HOL)阻塞，那么ATM交換機(jī)首先讀出具有較高優(yōu)先級(jí)的單點(diǎn)傳送信元；如果在多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞，那么首先讀出具有較高優(yōu)先級(jí)的多點(diǎn)傳送信元；如果在單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元之間產(chǎn)生HOL阻塞，那么首先讀出單點(diǎn)傳送信元而不考慮信元的隊(duì)列長(zhǎng)度。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的信元處理設(shè)備，其中ATM交換機(jī)在一個(gè)信元時(shí)隙中讀取共享緩沖存儲(chǔ)器三次。
28.根據(jù)權(quán)利要求23的信元處理設(shè)備，其中如果多點(diǎn)傳送信元和單點(diǎn)傳送信元同時(shí)到達(dá)扇出端口，ATM交換機(jī)根據(jù)隊(duì)列長(zhǎng)度確定所要輸出的信元。
全文摘要
公開了一種在ATM交換機(jī)中的信元處理方法和設(shè)備,能夠防止HOL阻塞引起的過度信元損失和交換機(jī)處理能力下降。信元處理方法包括以下步驟:在共享緩沖存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單點(diǎn)傳送信元和多點(diǎn)傳送信元,并在地址隊(duì)列中存儲(chǔ)各個(gè)信元的地址;對(duì)緩沖器中存儲(chǔ)的信元給予各自的優(yōu)先級(jí);根據(jù)給予的優(yōu)先級(jí)從緩沖器中讀出信元;并將從緩沖器讀出的信元發(fā)送到扇出端口,并確定要最終輸出的信元。信元處理設(shè)備包括:緩沖器,用于存儲(chǔ)輸入到ATM交換機(jī)的信元;多點(diǎn)傳送連接標(biāo)識(shí)符(MCI)地址隊(duì)列,用于存儲(chǔ)多點(diǎn)傳送信元的緩沖器地址;單點(diǎn)傳送地址隊(duì)列,用于存儲(chǔ)單點(diǎn)傳送信元的緩沖器地址;扇出端口,用于接收來自各個(gè)地址隊(duì)列的信元并將接收的信元輸出到對(duì)應(yīng)的目的地。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1332554SQ0112003
公開日2002年1月23日 申請(qǐng)日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月7日
發(fā)明者李鐘翊 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社