CN1038006A - 信息包交换、交换方法、规程和网络 - Google Patents

Abstract

发明涉及局部范围或宽范围的信息包交换技术、 通讯协议网络和装置。使用包含有一固定长度数据 字段和存贮器偏移字段的信息包，可在目标处通过使 用含有最少处理器的以硬件为中间媒体的处理实现 装信息包、到相邻存贮器的字块数据传送、以及拆信 息包。该装置包括无争议信息包交换器，其中当目标 忙碌时，信息包被修改并重新循环。使用该方法和装 置，广泛的、大功率和极快综合通讯的子网可以大量 地***到硬件中而极少需要处理器的干预。

Description

本发明涉及适用于综合的局部或宽区域网络（LANS或WANS）的信息包交换网络方法，规程，交换和结点（网络接口单元），尤其涉及无争用（Collision-free）信息包存取的基本回路方法和具有实质上可在硬件中完成的端到端数据传送技术。

它通常涉及包括有重要网络单元，传送和ISO参考模式对话层（号码3、4和5）的子网络设备，它便于端到端高速通信，并为综合实时（声频、视频、传感器/控制和某些终端通信）和非实时（传真通信、电子资金汇兑处理、计算机文件传输）的数据传送提供根据。已知的数据传送、信息包程序、信息拥挤控制、对话建立等方法可用于完成这样的子网络。

本发明的技术和装置也可以用于某些现有的信息包交换网络以增进其先进性。在某些方面，例如本发明可应用于现有网络之间，在多重TDM（时分多路复用）载体内的时隙之间，在一个计算机和它的***设备之间以及在多重处理器和MIMD（多重指令多重数据）计算机的存储单元之间的数据传送。

在该说明书的结尾处的参考目录回顾了该信息包交换领域，并讨论该ISO参考模式。

在线路和交换的一种公共通信网络的应用中，信息包交换提供了较高效率的可能，它是将用户信息（或数据块）分割成短的自寻址信息包，在网络上传送它们，并在它们各个目标的每一个目标处重新组合它们。然而，尽管在近年来在计算和电通信方面有较大进步，端到端（装置到装置）通信速率超过了有少许改进的信息包交换网络。

这一僵局的首要原因是，由包含在信息包处理中的编成程序的中断型输入/输出设备强加在结点处理器上的软件（因而处理器）装载量。所包含的功能包括：装填信息并增加校准控制和地址信息;把该信息包放到每一个能达到它的目标而同其他信息包没有争用的连续链路上（或者，如果有争用，就从该链上收回）;在每一交换处校验和再次发送该信息;校验该信息的有效性和顺序，如果需要再次进行有序化（即使不是在每一交换处，至少在目标处）;确认每个校正信息并要求重新传送漏掉的有错误的或失序的信息包;重新传送遗漏的或有错误的信息包并把它们安置到一个位置上;取出该数据以便重新建立该原始信息。端对端通信不仅是缓慢的，而且意味着结点处理器的容量对提供先进的用户定向设施，例如对用于不同装置的规程转换，多路对话窗口，加密和为增强‘不灵活’（dumb）计算机终端和数字电话的设备来说是不适用的。

综合起来的问题是，如果任何链路或目标结点暂时拥挤并且信息包必须被废除或为了较迟一些时间传送而排除，则对于结点处理器的信息包管理来说，排除增加了队列管理的负担。声频数据是固有字段并且不允许延迟，但可以调节信息包的小百分比随机损耗。计算机数据允许延迟，而一个信息包的损耗会包含许多其它信息的再传送，从而加重了拥挤问题。其他数据，如实时控制信息，就不能允许明显的延迟或不允许信息包损耗，这样，在综合***中信息包不能不加选择地废除。

在现有的计算机通信中，在寻求这些问题的不同策略。非常大的信息包使得有可能（如在SNA中）降低信息包予置处理的积累的作用，但迄今为止仍使用这样的信息包，失掉了信息包交换的先进性。由点到点/存储转发规程（如在ARPARNET和SNA中）的使用，能降低在该目标处和端到端再传送的误差校验的负担，但是，尤其是如果数据块或信息的所有信息包在每一个中间点重新排序的话，所有的处理器的复杂情况会极大地增加。另一方面，在一种简单的端到端数据服务中（如在DECNET中），该端一点处理器能用于做几乎所有工作，在这种数据服务中信息包不需要按序传送，可以废除（例如拥挤控制），可以重叠或可以在网络内部循环。这些毫不适用于声频包处理，并且，除SNA之外，并不涉及对话层通信。所有这些都允许长的或长度可变的信息包，从而经受长的等待时间。

TDM一般用于多路数字声频信道，它能提供较短的信息包延迟、无争用存取和顺序保存，它可应用于已被推荐的综合的宽区域信息包交换网络，而不管附属设备的成本如何。如授于贝尔实验室的申请号为3，749，845中所公开的由综合性的TDM***所指鞯哪茄诮岬愫徒换淮Π浅＞咛宓拇砥鞯母旱＃淙欢说蕉舜秃投曰安愎娉淌遣谎爸返摹Ｗ魑皇苋萌说拿拦ɡ昵牒盼?，979，733，它是利用用于缓冲和再寻址信息包的可实施的硬件技术去降低这个明显的不切合实际的处理负担，只要把它们从一个TDM中继线移开并放到另一个上去。但这述及的仅是该问题的相对次要的一部分。作为同一受让人的美国专利，申请号为4，491，945具有类似的作用，公开了以硬件为基础的Banyan型信息包交换以及用于象信息传送交换那样用于旋转地址位的一个方案。

信息包排序，尤其是计算机数据信息包，在连续信息包可被安排不同路线或者可被改变缓冲的信息包交换***中是必须的。在信息包交换***中，各种规程用以实施排列程序，在TANENbAUM基准中，对计算机通信进行了评论。在信息包中的一个短顺序数字段在接收结点处同一个可“调整窗口”（Sliding-Window）一起使用，以便鉴别下一个予期的信息包。在数据块（或文件）传送中，在最简单的规程中，都重新传送任何失序信息包和所有相继的信息包，导致显著的延迟和损耗带宽。在更复杂的规程中，一个缓冲器设置在目标结点处的一个数据块传送装置的每一个信息包的旁边，并且每一个信息包当它到达时就被放置到适当的缓冲器中去。只要没有更早的信息间隔存在，则该结点处理器能够开始把信息集中到用于传送的邻接的数据块，以便进行适当对话，或者从校准顺序的缓冲器中读信息包并送到主处理器。如果存在信息间隔，则遗漏包能被识别以便再传送。后一方法是不切合实际的，因为对该方法，信息包的长度是很不同的，数据块的尺寸是大的，或者数据块包含大量的信息包，再者，它要求更多的缓冲器空间，包的双重处理和在目标处的软件处理上有更多的要求。

在对申请人已知的处理计算机数据的所有现有的信息包交换***中，在按序接收一个校准信息包的每一时刻都要中断该目标结点或主处理器，以便确定它的数据段的长度，以安排用于数据的校准存贮器位置，并传送数据到位，导致最终将收集原始信息。而使用以硬件为媒介的DMA（直接存储器存取技术），把数据传送到存储器位置和从存储器位置取出数据，实际上不牵连处理器，这在计算机设计中（见Shiva基准）都是公知的，没有使用或推荐（对申请人是熟知的）类似的技术用于通过一个网络从存储器到存储器的数据传送。在一个网络中必要的总线、数据、地址和控制线对DMA来说是不合用的。并且在计算机内部顺序位失序的问题在DMA传送中不会产生。无论如何，如果类似的基于硬件的技术用于通过一个网络的数据传输，那将会增加实际上的先进性。

在宽区域信息包交换网络中被认为是基本的全分布式控制下的异步、无争用、网络存取和已知的以环为基体的***（如以Tropper和Tanenbaum基准评论的寄存器***回路和环路，开槽环路和标记穿越环路）提供了这些特点。一般来说，不论如何，由于它们环路的结构，以环为基体的***被认为本质上不适用于在WANS中使用。尽管如此，对寄存器***回路特别感兴趣，因为它们对固有的信息包存储或缓冲提供某些用处，并且在该环路上的不同结点对之间在同一时刻得到传送的信息包。

寄存器、缓冲器或延迟***保证分配的和无争用的中间存取，依靠在一个寄存器或缓冲器中（这里称为保持FIFO，即先入先出寄存器）由延迟任何进入信息包的简单方法，而取出信息包则在回路中进行。Tropper和Tanenbaum基准评论非争用回路***，包括寄存器***，指出许多不同的方法，其中，传送围绕一个寄存器***回路的数据的固有等待时间可减至最小。这在其他基准中是以更深的方式寻求的问题。

予定的实际上由硬件实现的寄存器***交换和在LANS中的声频/数据信息包通信公开在授于NEC的美国专利中，其申请号为4，500，987，以及授于CETT的美国专利中，其申请号为4，168，400，每一个转让人对声频信息包（用一个字段识别）都给予较高的优先权并在每一个交换或结点上配置各种类型的信息包***到先入先出（FIFO）队列。在异步回路中使用控制逻辑选择最高优先权信息包，以便在信息包之间的信息间隔中传送，或者代替在回路中较低优先权的信息包。该交换结点环绕一串联回路的媒体分配布局。

该NEC专利是利用予定的一个循环信息包“空间”的办法按声频连接的需要去有效地配置带宽，以作用双向通信。但是这带来代价，即许多予定信息包将被倒空，从而在综合***中（其能力是用数据信息包充满声频信息间隔），前述事项是信息包交换的主要优点。为了保持回路同步，使用固定长度信息包，并且回路传送延迟被动态地髡叫畔ざ鹊恼妒８肅ETT专利主张的先进性在于有能力使用更多有效的长度可变的信息包，并公开了一种把它们***到一个回路中以代替有毛病的信息包的方法。两个专利中所披露的方法没有一个是适用于在网络、传送或对话层中的数据包的端到端处理。

在这种以环为基体的***（参看用作例子的桥接基准）中使用简单的认可的规程是该目标复制能在该原始信息包上接收和设置一个应答（ACK）特征位的每个信息包，然后原始信息包连续环绕该环到达它被移出的源。如果该目标结点正忙着，它不能复制该信息包，并且不能设置ACK特征位，则源将作出移出该信息包的选择，并稍后再次尝试或者在移出该信息包之前的一点时间允许该信息包进入循环。当目标结点正忙的时候，这一规程不仅约束该源，而且也使得它去处理广播成为不实际的事情，尤其是少数寻址结点正忙的地方。此外，在多回路***中（必须在WANS中），它是不实用的，并且由于以回路为基体的***有助于限制单回路LANS的这一理由，它是垮大的。

应注意到，在这一说明书中，使用回路和环路术语是同义语，虽然“回路”被经常用于接收整个信息包的***中，而“环”则经常用于信息包数据流的位通过每一站的***中。也应注意到，参照上下文所描述的回路不排除由所有交换元件共用的用于每个方向的一个双回路。

本发明的任务是单独或连带地提出如上所表明的问题，提供改进的信息包交换方法、网络、交换、结点和/或规程。

从一方面说，本发明包括在具有固定长度（以及，最好是短的）数据字段的信息包中的同时需要考虑的存储器基准（例如移位），以便以硬件为媒介的过程能被用于该源以产生存储器访问，而且在目标处，既产生一适当的存储器地址又传送各自的数据段。这减轻了要考虑进行中断-被驱动处理的终端处理器。这样的一个“直接存储器传送”（DMT）处理将实际上监督装包、折包、排序并传送到邻接的存储器，而且，当然最好是适合于计算机数据传送。根据上下文，一个短数据字段是少于560位的，最好是少于240位。

处于源的DMT硬件在整个块传送上也计算块校验合数，并把它编入一个块信息包终止符。在该目标端，该DMT硬件计算它自己的校验合数，并和接收到的块信息包终止符进行比较，送出一个适当的ACK（肯定应答）或NAK（否定应答）到该源，并且（如果ACK被送出）中断该结点处理器以便使用含有该块的缓冲器。这样，在每端处仅用一个处理器中断就能传送很大的数据块。无论如何，被接收的NAKs表明有非予期的噪声迹象，该DMT硬件（或通信软件）将考虑使用较小块，以便进一步传送到那个目标;如果线路改善，就通过大数据块。

事实上，每信息包具有三级寻址：最初寻址识别给定区域里的目标结点或交换单元（这里称结点寻址）;第二级寻址识别在目标结点（这里称为插口，或半对话，数码）处的缓冲器;和隐含的第三级寻址识别在被识别缓冲器内部被放入信息包数据段的存储器位置（这里称为存储器访问）。可以使用附加寻址级或结点寻址转换，以便传送信息包到WANs的许可区域。

另一方面，本发明提供一种在硬件中也能大部分实施以环为基体的信息包交换和方法，并能很好地适用以上指明的DMT技术。该交换包括许多连接在回路里的交换单元，每个单元适应往复地同结点和回路相结合的交换信息包。相应于本发明的这一方面，它的责任是放到一个忙的交换单元上（即它不能传送信息包到它的结点），以保证被寻址的信息包在回路中被恢复;当该信息包放到这个回路时，在目标处不需要源单元去监视它的收到之物。

最好，该目标交换在予定恢复的信息包中***一舍入行程（RTR）特征位，任何寻址到较早的没有舍入行程特征位的单元被稍后单元认为是失效单元，而稍后单元有能力利用在该回路上的空间传送其他信息包，因此，予定用于较早（上游的）单元的信息包，当首次放到该回路时，必须具有RTP标志位。

（除非特征位由目标位置指明接收之物，所有信息包都是舍入行程的，相反的方案在缓冲平行回路中是有可能的。而且这被认为等价于并利用RTP特征位的概念，但是这样一个方案很少是在所希望的串联回路上。）

该交换单元和它们关联的结点按序围绕回路按数据流的方向从最低到最高进行寻址，最低地址（称为地址0）的交换单元被用作一校验点，校验点的功能是从通过的信息包和所有失效的信息包中移出所有的RTP特征位。

按照本发明校验点在处理广播中也起着重要作用。向回路的其他一组单元请求启动广播的一交换单元送出一个具有在送其到该回路之前校验点去消用“广播”特征位代替的“请求广播”（RQ    BCST）特征位的信息包。BCST信息包传送每个交换单元时，它由那个单元复制并送到与它关联的结点以便处理。当它们返回时，校验点用BCST特征位消去所有信息包。当广播信息包被接收时，如果交换单元是忙的，它必须复制该信息包，***它自己的地址，并在原始包之后立即放复制本到回路中去。

本发明的信息包交换可以和“自由通道”相结合，也就是旁路交换单元组的回路的平行节（而且甚至提供其与RTP特征位有关功能的校验点以及误差校验都在自由通道入口处的交换单元中使用），每一个终端终止在一个交换单元中以用于接口原始回路。所有比自由通道下游单元具有较高地址的非广播信息包被传送到稍后单元，以便向前传送，从而旁路该中间单元。一般说，BCSTS没有能力使用自由通道。假如自由通道下游单元是忙的，该上游单元将暂时中止转换信息包。

在这一方法中，回路容量不是致力于返回所有到达源以便消去的信息包，对于大通信量可能在相邻结点之间的回路中，这是特别有用的。

该交换可以在任何希望的高达信息包中位数的宽度中实施，虽然它们在操作细节上不同。一个一位宽回路是一串联回路，它之中的交换单元（和它们相关联的结点）按地区分布分配;更高的平行形式将是密集元件设备（或者是集成电路），对于它们，来自***结点的连结将做成星线型式。后者的交换型式可以极快。平行型式的方便程度相应于该信息包的标题字段中的位数，回路地址和类型。

串联回路同更平行的回路在细节上是不同的，因为（取决于通过缓冲的程度）在地址被读出之前，信息包的第一位可以流入该回路，例如，在一串联回路中一个繁忙的交换单元在它们开始再一次形成进入该单元出口处的回路之前，可能没有能力去读该回路上引入信息包的地址。在那种情况下，如果该单元是忙的，这里将没有时间去设RTP特征位，并且该信息包将继续通过该交换。但是该信息包的付本将保留在通过的缓冲器中（这里称为保留FIFO，即先入先出缓冲器），并被放到该回路上，随着它的RTP特征位被设置，立即跟着原始信息包，从而保证该信息包最终被接收。

相应的另一方面，该发明提供了适于声频/数据传送的高速信息包交换网络，它结合同上述类型的具有信息包交换的DMT技术。按照已知的技术，声频信息包被传送、排序和/或废除，而计算机数据由配置在每个交换结点中的DMT硬件来处理。在这里，声频、计算机数据和其他信息包被分配各种等级的优先权，每一交换单元最好包括一串联短缓冲器队列（用于每个优先权等级中的一个），不论是在回路上的信息包，还是等待传送的信息包，都能分配到队列中去。由上述CETT专利公开的这种类型方案没有形成本发明的部分。

由于它的高速度和低的等待时间，并由于使用短信息包，这一发明的交换和方法尤其适用于声频信息包交换。由于使用被披露的直接存储器传送技术，本发明也特别适用于计算机数据传送。此外，两种类型的信息包能在具有相同技术的相同网络上迅速处理。

当广泛地描述了本发明的实质之后，现在将参照附图，通过举例和图解，描述特定的实施例。

图1是按照本发明构成的表明信息包交换基本单元的总体方框图，同时结合相关网络;

图1A是说明图1交换中可以实施的“自由通道”的方框图。

图2是可适用于图1的交换和网络使用的信息包结构的示意图。

图3是图1中信息包交换的一个交换单元串联实施的方框图。

图4是图1中信息交换的交换单元的一个16位宽平行实施的方框图。

图5是图4中交换单元的保持FIFO的电路图。

图6是图4中接收（或传送）交换单元FIFO的电路图。

图7是图4中交换单元的地址比较器的电路图。

图8是图4中交换单元的误差校验电路的电路图。

图9是图4中交换单元的校验和发生器电路的电路图。

图10是图4中交换单元的输出级方框电路图。

图11是表明自由通道可以连结于图4中交换单元的方式的方框电路图。

图12是同直接存储器传送硬件相结合的交换接口的方框图。

图13是说明直接存储器传送方法的功能的逻辑和流程;以及

参照图1，该选择的网络包括具有多个交换单元12的信息包交换10，该交换单元12在具有相应传送方法的回路14中是串联连结的，每个单元12将连接到结点15。校验点16也包括在该回路中，如所表明的那样，方便地附加到一个交换单元12。

每个结点15包含一个用于连结到各个交换单元12的交换接口20，以及还包括一个装置接口22，后者包括该结点处理器以及通过装置接口22把不同类型的终端装置24连接到该网络。交换接口20的功能是分别形成和分离往复馈送到接口装置12的数据。装置接口22的功能是在装置24和交换接口22之间组织和馈送数据。该结点处理器是一微处理器，它操纵驻留窗口用户接口用于处理多对话期间通信，接口到该网络的不同装置的规程转换程序，数据电话增强和加密服务等等。

在这一例中，交换10能调节包括一个校验点的256个交换单元12（每个都有它的结点15和相关联的终端装置24）。如箭头所指明的那样，这些交换单元从校验点开始（校验点分配0地址），围绕该回路数据流方向的前进顺序数寻址。一个交换单元（和它的结点）的地址是该回路地址。

不是所有结点都需要连结到终端装置，如数字电话、主计算机、计算机终端、打印机、绘图仪等等。结点15A的装置接口是一桥接构型，用于同按照本发明构成的类似的网络27连通，而结点15B的装置接口被构成为作为同不相似网络连通的一个通道，这些不相似网络如公知的电话***、X·25信息包交换网络、以太网络（TM）或类似的网络。这样的桥接器和通道形成地址以及就通道而论，以现有技术中公知的方法在网络之间完成规程转换。

在图2例中表示使用的信息包的格式，数据块P描绘了一个包括4个字段的176位信息包：一个8位格式字段T、一个8位回路地址字段LA、一个16位插口数字段S和一个144位数据字段D。头两字段构成信息包的标题。取决于所利用的传送媒介和数据链路层规程，该信息包可以编制一个帧前序A和帧后序B，但是这些并不要求在一个密集，平行结构的交换之内。

如由数据块T表明的，格式字段自身包括5个子字段，它们分别是：给定的服务于该信息包的优先权等级（2位）、按可靠性表示的服务质量（1位）、舍入行程（RTP）特征位（1位）、一个2位子字段表明插口地址是如何被理解的（即：作为一插口地址（标准的）RQ-BCST，或BCST）、以及一个信息包格式子字段（2位），它表明数据字段是否被看作存储、控制、规程或操作信息;从而该信息包将提交给相应的如“存储器信息包”、“控制信息包”等等。

插口字段S识别由相关联的回路地址指明的结点地址空格里的一个对话期间缓冲器，并对应一半对话期间单I联接。可能有这种情况，在同一结点同一时间64K同时充满对话期间，而一个终端装置（如一个主计算机）可以自行负责许多插口，从而这里可以把许多装置连接到一个结点。

如由图2中数据块M所表明的，当该数据字段被理解成存储器信息时，则该字段的前16位将被读出作为存储器基准或移位，剩余的128位作为用户数据的一个16字节段。本发明的DMT技术的主题就是这个位移和同它相关联的数据段。如果该数据字段被理解成控制信息，则整个144位将作为通过结点处理器的按应用定义的指令，以便与通信或应用软件操作一致。如果该数据字段被理解成规程信息，则前8位被作为命令字段，而剩余位表明所涉及的规程功能;例如一个信息包表示肯定应答或否定应答（ACK或NAK）、数据块传送的一端（EDT）、或用于状态信息的一请求（下面描述）。最终，该数据字段可以被理解为网络管理、操作和监视信息。

把一个或多个校验和收编到信息包（按已有技术），对一个或多个字段提供较大的安全性，但这一点未表示在说明的例子中。

由于在寄存器******中的已知技术，两级优先权的分配将不再描述，并假定仅提供16位宽平行交换形式。在那个形式中（未示出），采用两种传送FIFOs措施（但未表示出），一个用于高优先权（声频）和另一个用于低优先权（计算机数据）信息包。根据交换单元的保持FIFO，低优先权信息包可优先，以允许被传送的高优先权队列中的一个信息包到它的应有位置上，但是该占先的低优先权包最好是分配到该高优先权队列。

数据包有没有存储器访问，取决于传送的两级可靠性的分配。如果是这样的话，该类型字段中的高可靠性位被置位，而被接收的信息包因此被理解并被应答;如果不是这样，高可靠位将不被置位，并且该整个数据字段被用于在使用方便的活动窗口技术的接收端处的小缓冲器中处理的音频数据。

在操作时，对于每个由终端装置24进行数据的传送或接收，在该接口处理器的应用程序操作控制下同装置接口22进行交换，该接口处理器分配一个插口数和缓冲器到每个半对话期间（无论接收或传送）。对于声频数据情况（由已知方法数字化），该传送插口可以仅是16字节（一信息包数据段），而用于连接的接收插口缓冲器可以大好几倍（以便使用小模量的已知方法完成排序和延迟补偿）。用于声频通信的插口缓冲器的容量能标准地垮接网络，而且在呼叫设立期间不需要协商，对于计算机数据情况，4个分配到每个连接的插口缓冲器的每一个的容量在呼叫建立处协商（每端有一个传送和接收插口），但不必是对称的（虽然在相同半对话期间的每端处的插口缓冲器容量将是相同的），可以有1兆位那样大，并且在通过规程、操作或控制信息包交换的一个对话期间可以被动态调节。在信息包之间这样的通信是虚拟双I电路。

分配给输出信息包的服务等级（优先权和可靠性），同它们的回路和插口地址以及传送插口缓冲器基本地址（在存储器包的情况中）一起由在呼叫建立处的该结点软件分配，并被记录在一个传送表里（下面将参照图13进行描述）。交换接口20（一硬件装置）能够从在每个传送缓冲器中（按分配的优先权顺序）的适当位取出连续16个8位数据字节段，把标题以及目标插口数附加到每个数据段以形成一个包，并通过该包依次到相关的交换单元12，然后交换单元12将该信息包***没有竟争或判优的回路14（下文将描述）。

该接收处理是直接进行的，每一交换单元并由回路复制（或取消）它们，屏蔽回路地址（如果需要）和依次转送它们到相关联的交换接口20，在这里该付本和双字段由硬件读出。对于存储器信息包情况（接收高可靠***），交换接口把在输入信息包存储器基准字段中的信息同对应于一信息包的插口数字段的接收对话期间表中包含的信息相结合，以便在校正接收插口中产生一特定存储器地址，用户数据16字节传送到校正接收插口，并影响把该数据送到那个单元。这些动作实现本发明的直接存储器传送机理而又不存在任何相关联装置接口22的处理器的干予。

对于传送声频的情况（为低可靠性典型），该信息包由交换接口20直接送到在装置接口22中的适当的插口缓冲器，在那里进行适当的排序、延迟补偿和数/模算法。然后重新构成的声频信号可送到对应于该接收插口的电话终端装置。由此，该高优先权声频包在每个交换单元处将先取该低优先权计算机数据包（如以前指明的那样）。

所有其它类型的信息包也由交换接口20送到装置接口22，但是它们不直接进入插口缓冲器，而是将在装置接口处理器上引起一个中断并要求某些服务指令。

图1A描述的是图1中的交换回路中的“自由通道”14F的使用。每个自由通道旁路一组在该回路上的相邻交换单元12。在自由通道开始处的交换单元选择具有比在该自由通道出口处的单元地址高的输入信息包，并使这样的信息包进入自由通道。广播信息包（并要求广播）不在自由通道上发送。如果自由通道旁路该校验点，那么在自由通道开始处的交换单元必须完成涉及RTP特征位的校验点的作用，最好是涉及排除有毛病的信息包。

交换单元和它们相关联的结点被在地域上间隔配置的一种分布式串联交换，对用于一定场地位置的LAN***是有价值的。在同主计算机链接的高速***设备中，具备这种特性的回路是有价值的，例如，当给定嗯涞南呗非鳌⒌髦破骱徒獾髌鳎魏嗡枰拇兔教蹇梢杂糜诮换坏ピ牧印Ｈ绻庋南低呈枪玫模檬菔窃诙悦扛鼋换坏ピ峁┮恢质敝有藕诺囊桓隽靥迳媳坏髦啤?

参看图3，提供时钟信号检验信息包启动并对输入包译码的一个常规译码器40领先于串联交换单元12A，它继续由编码器42接到回路14，编码器42对回路上的串联传送的数据编码并送到下一个交换单元。而回路14本身只有1位宽，在这一举例中的串联交换单元中的大部分其他数据通道是信息包标题的宽度（16位）。

从回路内部部分14A传送的每一个输入信息包的位流，经由线路43进入16位串-并接收寄存器44，使该回路地址和格式字段能经由输入总线48由控制逻辑单元46读取，而且使交到交换单元的信息包的每一字能经由总线50移位进入接收FIFO52以及经由输出总线54到该相关联的交换接口。每一信息包的位流也可以经由回路部分14A到输出多路转换器56，其结果如果该位流被选中时，它将直接通过该交换单元到编码器42并再次进入回路14。一隔离触发器58***在多路转换器56和编码器42之间的回路里，以便提供一个1位缓冲器屏蔽多路转换器50中的交换过渡过程。多路转换器50通常被设置成在该回路的内部部分的14A上选择数据。最后，输入位流也经由线路60到一个1位宽而长度可变的保持FIFO62，从FIFO62它能被移位到第2输入64进入多路转换器56。控制逻辑单元46能经由总线重写保持FIFO的前16位。

在交换单元的传送一侧，用于传送的信息包从相关联交换接口经由总线70被移位送入传送FIFO68。信息包从传送FIFO16经由总线72能按16位字移出到一个并-串传送寄存器74，并从这里作为一串联位流经由线路76到多路转换器56第三输入端。

图3中的串联交换单元的操作，现在就将描述。

利用接收FIFO52和空载的传送FIFO68以及处于正常状态的多路转换器56，一个输入信息包流的位进入接收寄存器44，进入保持FIFO62，并通过多路转换器56仅用1位延迟再次进入该回路前16位被记录之后，在接收寄存器44中的信息包标题由逻辑单元46读取。如果一个输入信息包寻到这个地址，或者它具有广播特征位置的设置，则逻辑单元46连续位移该信息包的字，以便把接收寄存器44的数据填入接收FIFO58，并从这里到交换接口。在此期间，无论如何原始信息包的位从回路部分14A通过多路转换器56流动并作为一个“死”信息包处置到该回路的下一个交换单元（除非它是广播信息包）。

把寻止一较早的（上游）结点和/或不具有它的RTP特征位设置的不是广播的信息包说成是死的。把允许输入信息包直接通过该回路的交换单元说成是“非缓冲的”;其中把多路转换器56转换成回路程序块的交换单元说成是“缓冲的”。

当一具有‘该地址’（或广播）输入信息包的标题被记录到接收寄存器44时（和当该交换单元是非缓冲的时），假定接收FIFO52是充满的。这时在该回路上传送中的原始信息包中置RTP特征位那将是太晚了，这将再次发生死信息包。而保持FIFO62允许（由逻辑单元46）去扩展以适应输入信息包的所有位。信息包的标题将同时被记录到接收寄存器44和保持FIFO的前16位中去，以便控制逻辑46能识别地址并保存在保持FIFO62中的信息包标题中的RTP特征位（而在广播情况中是***该地址）。当改变已经完成时，而且在原始信息包已经离开多路转换器56之后，控制逻辑46交换多路转换器56以选择线路64并从保持FIFO62中着手移出经修改的信息包，同时相应缩小该FIFO。

假定另一信息包可能到达而修改的信息包还在以这种方式进行，则在回路上的它的通道14A将被多路转换器56屏蔽（或中断），而它在第一信息包最后一位之后立即被记录到保持FIFO中，而它的标题在被记录到接收寄存器44之后，将由逻辑单元46读取。如果它也是关于“这个地址”，而且接收FIFO仍是充满的，它将被移入保持FIFO62直到它的标题达到顶端（当控制逻辑停止移位该信息包进入时），并且如前所述它的标题将被修改，如前所述，在回路上它将被返回。

如果该交换单元正被缓冲，和一个输入信息包是死信息包，则为适应它，保持FIFO将不被扩展，而连续位在接收寄存器44中将被相互修改，从而使该信息包无效。无论如何，如果它是寻址下游单元的一个有效信息包，它将被保持FIFO缓冲，并在来自FIFO62中的在先信息包之后立即放在该回路上（没有修改）。

逻辑单元46利用在非缓冲状态中的交换单元和一个在传送FIFO68中的用于传送的信息包，交换多路转换器56以选择线路76（这样改变交换单元到它的缓冲状态），同时在传送FIFO68中的信息包被逐字平行移位通过传送寄存器86，然后串行移位到回路14。正当这种情况发生的时候，对于缓冲交换单元到达的任何信息包作如上所述的处理。如早就指明的处理广播BCSTS那样。一个非缓冲的交换单元将传送广播信息包直接进入不变化的通道回路（由所有其他交换单元读出），但是在识别BCST时，控制逻辑将把它移位到接收FIFO，以便传送到交换接口。如果交换单元正被缓冲，如上所述，该BCST信息包将被移入接收FIFO52，而它将由保持FIFO62保持，直到从传送寄存器74传送的信息包已经离开为止，之后，多路转换器56将选择线路64，而已延迟的BCST将通过回路被返回。

无论如何，如果该交换单元正被缓冲和该接收FIFO52是充满的，则控制逻辑单元46将更改该信息包标题（已保存在保持FIFO62中）成为RQ    BCST和改变地址成为“这个地址”。该信息包将继续作为一个有效信息包通过该回路的校验点16，在这里它将不会被较先的单元读取（由于它的非零地址），直到它达到能识别它自己地址的该原始交换单元。在那点（如果该单元是非缓冲的），信息包将（Ⅰ）继续通过由该校验点移动的回路（没有被其它单元读出），（Ⅱ）将被复制并移入接收FIFO52，和（Ⅲ）将被保存在保持FIFO62中，而控制逻辑使它返回一个具有校验点地址（零）的规则的BCST，然后放回到回路上去。

请求去启动一个BCST的任何交换单元都发出一个寻址校验点的RQ    BCST信息包，在这里该RQ    BCST特征位被变动到一个BCST特征位，并把该信息包送回该回路。

最后，应指出的是，为了减小在非缓冲单元中的延迟，在例中包括通过交换单元的直接线路14A。如果不是这样，该交换单元将如前大致所描述过的那样运转，但是，对于控制逻辑每一个信息包都将在保持FIFO62中延迟足够长的时间，以便读出整个标题并作出和实现判定。对于通过具有很短一位时间的高速回路可能是没有意义的，但也不希望通过具有双绞合媒体的回路。

<校验点>

在刚刚叙述的交换单元的设计中，对于串行交换来说，校验点16（图1）几乎是相同的。最主要的不同之处是它的控制逻辑保证它总是缓冲整个信息包，从而该控制逻辑可以检测并排除一个错误的信息包。

该校验点的基本功能是取消（移动、remove）所有没有设置RTP特征位的信息包，取消软件包中任一RTP标记，将所有RQ-BCSTS（要求广播）变换为BCSTS（广播）以及从回路中除去所有失效的信息包。如前所述，完成信息包的移动是简单的，不必将它们移位出保持FIFO之外以及令随后的信息包重写他们。可被接至校验点交换单元的器件之一是网络管理者的控制台，它允许网络管理者通过利用维持和控制软件包去启动广播，调整来自个别结点的传输率、计算帐单以及监视该***。例如，为了调整来自交换单元的传输率，每个单元包括一个可重新置位状态计数器去对通过传输FIFO的信息包计数，还包括一个仅用于去控制由回路管理者发出的信息包的可重新置位控制寄存器。（为了编制帐单的目的，该状态计数器也可以直接被回路管理者所询问。）该计数器不时地比较并且当该状态计数等于控制寄存器所置的数时，信息包的传输就停止。然后，通过周期性地复位状态计数器和调整状态寄存器的输入可以选定传输率。

十六位并行交换单元

为了高速地进行信息包交换和数据传输，在回路装置中需要某种程度的对应，根据本发明所构成的信息包交换器可以具有直至一个信息包的毕特数的任何所希望的对应度。但是，对于一个并行回路***优选的最小值是16，这是上述信息包标题中的毕特数并且是该信息包中毕特数的算术倍数。这种交换器将作成一个小型化的设备元件并且甚至可以用VLSI芯片来实现。用于这样一种交换器的交换单元在下面参考图4进行说明。

构成回路100的16位总线进入交换单元12并串行地通过一个输入寄存器102、一个可变长度保持FIFO104和一个多路转换器106，并且在离开交换单元以前它还经过一个输出级108。由于该交换单元是在非常接近于另一个的地方，在这个交换器方案中不需要编码器和解码器。在输入寄存器102之后，对回路100占用的总线连接有：（Ⅰ）通过一个2周期延迟元件110（经总线111）和经总线114连接数据FIFO112至交换器接口，以及（Ⅱ）至一个地址比较器116，误差校验器118和控制逻辑单元120。

控制逻辑单元120有很多接至或来自交换单元中其它各个电路的连接线（由箭头121表示）。这将在下文予以解释，但为了简化起见而没有标示出来。对于从保持FIFO104到多路转换器106有两条输出总线100a和100b的理由也将在下面予以说明。

在传输方面，自该交换器接口（在16位字内）接收的信息包通过总线122传输至接收FIFO，并通过总线126自接收FIFO传送给多路转换器126。最后，误差校验发生器128通过总线132接收来自交换单元的回路输出并计算校验和，这个校验和此时出现在总线130上作为到多路转换器的另外的输入。

对于这种交换器，一种合适的***程度的实现是去运行回路和底板上交换单元所使用的其余公共连线，每个交换单元都***到该底板上。除了回路总线以外，这种底板所带的其余数据线包括一个10位总线134（根据底板所使用的信息包设置交换单元地址）和一个从交换单元到交换单元的构成菊花链的第一字输入线136以及当信息包的第一字在输入寄存器102中有效时的信号线。因此，在线138上，控制逻辑产生一个第一个字输出信号，它包括用于在回路中下一个单元的第一个字输入线的信号。其它的底板连线（图中未示出）包括一个“硬”复位线、一个时钟线（25兆赫）和电源线。这种执行过程是假定交换单元和它的相关交换接口是处于极其接近的地方，很可能是处在同一块电路插件上。

在工作中，每个时钟周期（在400兆赫交换单元之间给出的数据传输率的最小速率）从一个交换单元到下一个交换单元信息包字被记录。当在接收寄存器102中信息包的第一个字是有效的时（如在线136上发出的信号），在比较器116中它的地址与这个交换单元的地址进行比较并且控制逻辑发出信息包地址是否大于或小于该地址以及是否是零的有关信号，它的标题部分由电路118校验并且在存在误差的情况下控制逻辑发出信号。

根据图3对串行交换单元所述的原则，控制逻辑120输送信息包（采用连续移位字），这就是：如果这个信息包是有效的并且是用于“本地址”的，则它通过2毕特延迟器110（为同步起见）被移位到接收FIFO以及在FIFO124中等待的任何信息包经多路转换器106被移位到回路100;如果信息包失效，则第一个（以及所有滞后的）字不被移出输入寄存器102以及在传输FIFO124中等待的信息包可以再次被传送;如果信息包有效，但“这里”（here）没有被寻址，并且如果在传输FIFO124中没有信息包等待以及保持FIFO104是空的，则进入的信息包通过保持FIFO104和多路转换器106被移位（利用一字延迟）到回路100;如果一个输出信息包（来自FIFO124）正通过多路转换器106在转移，则进入的信息包被移进保持FIFO104（它可以根据需要而扩展）;以及，如果接收FIFO已满，则用于“本地址”（This    address）的任何进入的信息包停止通过保持FIFO（根据需要被缓冲）并进入输出级。在那里，它的标题被相应地修改。（进入输出级108的输入LA表示如果在RQ-BCST情况下需要这个交换单元回路地址的话，那么这个交换单元回路地址被馈送到那个电路，使得它可以被控制逻辑120选择。）

这个例子的交换单元的工作也可以由所附的附录1的典型的程序来描述，该电路所使用的适合的芯片列于附录2中，以便本技术领域的普通技术人员可以按其所述内容去设计并构成一个交换单元去工作。然而，有关某些电路功能的进一步解释将在下面给出。

参见图5，保持FIFO104可使用具有在一个和四个周期之间可变的现有的16位多级流水线寄存器（MPRS）来实现。三个多级流水线寄存器（MPR₁，MPR₂，MPR₃）被串联使用，以得到总的延迟为1-12周期（信息包是12、16位字长）。到保持FIFO的输入总线100输入至MPR₁，同时来自FIFO的输出总线100a是所有三个MPR的串联传输的输出端。输出总线100b仅仅是第一个MPR传输的输出端。控制线150（对于每个MPR是两根线）是用来控制来自逻辑单元120的信号。1-4个周期的延迟是由控制MPR₁和由多路转换器106选择总线100b来实现的，5-12个周期的延迟是由控制所有三个MPR和选择总线100a来实现的。

图6说明了一种构成接收和传送FIFO的方法。复杂的是逻辑单元120需要表明这些FIFO是空的还是满的，从而表明没有信息包或表明不再有（全部）信息包可以装入它们之中。但是在常规的方法中由双端随机存取芯片所构成的FIFO只能表明它们不包含字时是空的，当它们不再有字可以装入时是满的。接收FIFO112的工作情况将予说明，而传输FIFO124的工作情况可以是相同的。输入总线111馈送到双端随机存取存贮单元152并且输出总线114作为该存贮单元的输出总线，另外在常规方法中，单元152被写地址计数器154和读地址计数器156通过各自的写和读总线158和160所控制。

为了维持一个信息包计数，采用了如图所示的可逆计数器162和比较器164。计数器162分别从写完全信号和读完全信号（这信号分别是从计数器154和计数器156得到的）接收线166上的正计数信号和线168上的倒计数信号。运行差别（表示在RAM152中信息包的数量）在到比较器104的总线170上表示出来，当在线170上的计数分别大于46或小于1时，比较器104被置位从而在线172上提供“FIFO满”信号并在线174上提供“FIFO空”信号。这些信号线连接到逻辑单元120。

图7表明了一种适用于地址比较器116的电路，输入到这个地址比较器的是在8位总线134上的这个回路地址，进入的信息包（当在输入寄存器102中该信息包的标题是有效的时）的回路地址也是在8位总线上。这两个输入被数值比较器182接收并产生两个输出信号，当回路地址大于“本地址”时，在线184上输出一个信号，当回路地址小于“本地址”时，在线186上输出一个信号，这两个输出信号馈送到逻辑单元120。最后，在线180上进入的信息包的地址被送到“或非”门188，当输入地址为零时，“或非”门188在线190上产生一个输出。

误差校验器118（图8）接收在总线192上的来自输入寄存器（当信息包的第一个字在其中是有效的时）的整个标题字段。这是送到“异或”门194的一个输入，该“异或”门194的输出被送到寄存器196，寄存器196的输出通过反馈回路接到门194的第二个输入端。门194的输出通过总线203接到“或”门202。在工作中，寄存器196通过控制线204被校验和的记录初始化。当一个信息包标题被接收时，它与校验和相“异或”，如果在总线203的所有线上其结果不为零，那么在信号线206上产生一个误差送到逻辑单元120。

误差校验发生器（见图9）的作用有两个：

第一、在读出（通过总线130）沿总线100离开交换单元的信息包的每个连续字的所有毕特之后计算校验和，并将这个校验和（在图4中通过总线132和多路转换器106）写入该信息包的后同步中;第二、把错误的校验和放置到任何一个被误差校验器118发现是错误的信息包中，以保证对在下一个交换单元中的标题所造成的任何变化不会偶然地影响校验和正确性。参见图9，可以看出“或”门210和寄存器212被连接成如图8所示的误差校验器，并可以看出在输出总线132上没有“或”门，而代之的是：来自总线132的其中一条线与来自误差校验器118的在线206上的信号由门214相“异或”。这导致所产生校验和讹误。

图10详细地示出了输出级108，输出级的功能是通过8位总线134a将“本地址”引入任一RQ-BCST中并通过来自控制单元120的8位总线230将任何修改写入8位类型字段中。总线134a和总线230是分别作为多路转换器238和240的输入出现的，这两个多路转换器各接收16位回路总线100相应的一半（8位），来自多路转换器238和240的各自的8位总线合并成为16位回路总线100，在离开输出级108和交换单元之前，回路总线100被接到隔离寄存器242。在工作中，当信息包的第一个字由在回路总线上的多路转换器106计时时，控制逻辑单元120转换多路转换器238和240去选择合适的输入以产生一个修正的标题或者离开它们而不予修正。在这之后，对于该信息包的剩余部份，多路转换器被转换至它们的选择两个回路总线输入的正常状态。

最后，可以采用交换单元并联的形式去构成高速通道，由于并联交换器在结构上不受限制和有较大的容量，在交换器和回路并联配置中使用高速通道也可能有较大的好处。图11（连同图1A）表明图4的16位交换单元是如何被迅速地修改以供给高速通道的输入和输出。在这两个图中，相同的部份使用相同的标号。如象将要看到的，（Ⅰ）当随着一个地址大于在输出高速通道252的目标地址而在寄存器102中出现一个有效的信息包标题时，（Ⅱ）当控制单元120接收一个表明在高速通道252的另一端的多路传换器106没有转换到另外的输入以及其余的交换单元不处于缓冲状态的信号时，由于控制单元（图11中未示出）的选择，可以使输入高速通道250作为多路转换器106的另一个输入很容易地进入交换单元。当这两个状态之中的任一个出现时，信息包（信息包的标题在寄存器102中）将正常选择路径。

交换接口和直接存贮器传输

交换接口20和到它的器件接口22（见图1）在图10中详细示出，它的逻辑操作在图11中示出。然而，应注意的是图10是一个交换接口的传输和接收两方面的必不可少的硬件部份图，同时图11的逻辑操作在与一个交换单元相关的交换接口的传输边和与其它交换单元输入端相关的其它交换接口的接收边之间是采用虚拟连接（通过在网络中的信息包）。还要注意的是在这个例子中送到交换接口的信息包被截断，也就是它们没有它的回路地址字段，这个信息已被使用了。

参见图12，来自相关交换单元12或12b的接收FIFO的信息包通过总线54被移位（逐字的）到相关交换接口20，并经总线302被分配到控制信息包FIFO300，经总线306被分配到插座寄存器304，经总线310分配到偏移寄存器，经总线312被分配到输出总线接口单元311。插座寄存器304和偏移寄存器308分别锁存每个进入信息包的插座地址和偏移字段，所用的插座号通过总线314去查询接收对话表313，并经总线316将偏移送至加法器318，该加法器将从表313读出的在总线320上的基地址（对应于被查找的插座号）与该偏移相加，其和作为一个存贮器地址经24位总线322送到输出总线接口单元311。

从对话表读出的（经总线324）是用于那个对话号（数）字块所要求的末端地址，这个地址沿总线322被送到总线接口单元311并被用于极限检验电路326。根据一个字块末端的接收，信息包从带有它的校验和的传输端被接收，两个校验和被比较，一个信号经控制线（未示出）被送到输出调度程度328，表明一个字块ACK（或NAK）信息包的末端将在用于传输的调度程序中排队，用于对话的有关接收的插座号经总线330由插件寄存器提供。当一个字块的每个信息包的每个字沿线314被传输到总线接口311时，它的各毕特被用于一个字块校验和的运行计算并且在字块的末端最后被计算出的校验和与从接收对话表302的读出进行比较。这个处理过程由在332和总线334和336上的“+”号来表示。这一计算就是确定在一个字块传送的末端，被传送的是AcK还是NAK。

总线接口单元和控制信息包接收FIFO被连到器件接口20的处理器总线，这个处理器和它的存贮器通常以342和344表示。在FIFO300中，每一个控制信息包导致处理器一次中断，但接口单元311能够直接将数据写到存贮器344而不需要处理器的干予，对话缓冲器是存贮器344的一部份。

在传输方面，第二总线接口单元346也同处理器总线340和存贮器344相互作用而不产生中断;它将读地址置于总线340上（经总线348）并经总线350从存贮器344取所读的数据。处于包括在输出（Outgoing）存贮器信息包内连续字中的该数据被送到多路转换器352（经总线354），在多路转换器352的作用下，信息包被汇编并被传送（作为11字串）到交换单元12或12A的传输FIFO。到多路转换器352的其于输入是：用于控制（在处理器程序控制下经总线360并从总线340装入其中的）信息包的来自FIFO358的总线356;来自传送对话表364经总线362而来的偏移字段数据;字块校验和，也从表364经总线366而来;以及用于输出信息包在总线368上的回路地址，也是从表364得到。

如在370处所使用的加号所示，其字块校验和是由来自数据总线354，偏移总线362的输入和经总线372来自表364的累积和运行校验和所组成。随着每个字被传送，经总线362从表364得到的偏移逐渐增加，这种情况在374中的符号已经表明。每传送一个字，字块中待被传送的剩余字的数量都要减少，这在376中用符号表明。最后，由加法器378产生一个地址，原始数据从读地址写入存贮器344，该加法器接收来自对话表364（经总线380）的基地址和偏移（来自总线362）并且在总线382上传送相加的结果。

图13说明了以一个不同的方式来实现上述过程，其数据是从左流向右，从在源端并使用传送对话表364构成信息包P的（该信息包通过网络）读地址（总线322）和数据（总线354）流向使用接收对话表313的存贮器写地址（总线322）。

在传输边，从图13可见，插座号（在总线329上，来自图1程序调度328）查询传送对话表364，以提供待被输入到每个信息包的基地址、偏移、字块长度、目标地址（包括类型、回路地址和插座号），与那个信息包相关的数据的11字在总线354上被提供。每一个信息包中的数据被用来构成如已表明的传送字块校验和。用于每个信息包的偏移（如在386中所示）被增量计算，并和基地址（如388所示）一起沿总线322提供读存贮地址。如390所示，当每个信息包被送出时，剩余的字块长度减小。

在传输边，如在392中所示，被累加的字块校验和来自用于每个信息包的数据和用于每个信息包的表364中上面所注明的数据，最好如虚线394所示，在校验和中包括偏移字段，这样，即使数据是一个常数，在累加的字块校验和中也总是存在着可变量。

在接收边，在总线306上的对话号（数）字段（从信息包中得出）再次查询表以给出基地址、字块极限、被累加的字块校验和以及剩余字块的长度。有效的对话字段被包括在内以允许到达待被废除假地址的数据。

在总线310上存贮器的访问或偏移被加到基地址（如在396所示）以在总线322上提供写地址至器件接口中的存贮器。包括在信息包中的数据的8个字沿总线312传送到由总线322上的信号所表明的地址并提供给所计算的运行字块校验和（如397所示）。如前所述的那样，该偏移作为一个输入送到字块校验和计算（如用虚线398所示），并且还作为一个校验装置去监视字块极限不被超过（如在400所示）。最后，如在401所示，对于每个信息包，所接收的信息包的数（或被累加的数据块的数据长度）被增加。

工业实用性

本发明和其实施例的工业实用性已经表明了。然而，本技术领域的普通技术人员将提出许多不同的方法，在这些方法中，在不违背所披露的原则和下面权利要求中所要求的情况下，可将本发明应用于实践中。例如，一个半串行（92位）交换器用于所述的信息包并以30毫微秒周期时间（33.3兆赫）运行，将有3.2Gb/S的数据传输速度。还将看到，直接存贮器传送原则不需要只利用改进的交换器，或反之，虽然仅仅是组合也将会得到这里所披露的充分的好处和优点。

Claims (20)

1、一种信息包交换数据通讯***，为了传送计算机数据使用了一种信息包，其特征是每个信息包含有：

一个固定长度的数据字段，用于将被信息包在***里传递的用户数据段；

一个第一地址字段，用于识别在目标处的可寻址存贮缓冲器，和

一个第二地址字段，用于指出在用于上述数据段的存贮缓冲器中的目标地址。

2、在权利要求1的信息包交换***中，其中

所说的数据字段小于560毕特，和其中

所说的第二地址字段表明在所说的目标存贮缓冲器中来自一个基地址的偏移。

3、在权利要求1或2的信息包交换***中，使用一个具有多个连接在一个回路上的交换单元的信息包交换器，用以围绕该回路从一个到另一个的传递信息包，交换单元还连接到结点，该结点合并和分离数据，以达到在连接到结点的终端器件和交换器之间进行交换的目的，其中

该信息包含有一个第三地址字段，用以指出目标交换单元的回路地址，

在信息包之间无冲突的情况下，该交换单元将信息包***回路和将信息包移出回路，

如果交换单元处于忙碌状态，不能将对它们寻址的信息包移出回路和通过它们到达各自的结点，它们标注这些信息包以使其能围绕该回路返回到它们这里。

4、如在权利要求1或2中所要求的在一个使用该种信息包的信息包交换网络中，从一个源存贮缓冲器到一个目标存贮缓冲器传递一个数据字块的方法，包括如下步骤：

将来自字块数据的连续固定长度段写入连续信息包的数据字段

将来自源缓冲器中基地址的每个数据段的偏移写入包括那个段的信息包的第二地址字段中，和

识别在每个信息包的第一地址字段中的目标缓冲器，

通过该网络传送所说的信息包，和

当它到达目标时，把每个信息包的数据段写入到上述被识别的缓冲器的一个地址中，该地址由在各信息包第二地址字段中的偏移和在目标缓冲器中的一个基地址组合表示。

5、根据权利要求4的一种方法，包括如下步骤：

当将连续的数据段写入在源处的连续信息包时，建立一个传递字块校验和，

当将连续的数据段写入目标缓冲器时，建立一个接收字块校验和，

从源发送一个或多个表明字块传送目标和传递传输字块校验和的信息包。

在目标处比较传送和接收字块校验和，和

根据比较的结果，在一个从目标到源的信息包中发送一个肯定或否定的应答。

6、根据权利要求3、4或5的用于通过一个信息包交换网络，在一个或多个源处的多个对话和在一个或多个目标处的多个对话之间传递数据的方法，包括如下步骤：

对于在每一个源和目标处的每半个对话建立一个存贮缓冲器并给出其识别号，

在每个由源对话号所查询的源建立包括有相应源缓冲器基地址的查询表，以及用于从所说的源和所说的第一和第二目标地址读连续数据段增量偏移的查询表，

通过查询该表，并把第一和第二目标地址从该表写入一个信息包和读出用于包括在上述信息包中数据段的相关偏移地址，相对于源对话形成多个信息包，

利用从源查询表得到的基地址和偏移地址，从源存贮器把一数据段读入所说的信息包中，

在每个由目标对话号所查询和包括相应缓冲器基地址的目标处建立一个查询表，

读所接收信息包的第一地址字段以识别目标对话号和用于相关数据的相应缓冲器以及读第二地址字段用以确定所施加的偏移，和

查询目标查询表以得到该字块的基地址和将接收数据段写入目标存贮器，利用由该表所得到的基地址和从该信息包得到的偏移去确定在目标存贮器中的写地址。

7、根据权利要求6的一种方法，其中，

在所说的字块传递以前，一个呼叫建立信息包从源送至目标，表明对话或缓冲器号和字块长度被传送，和其中

当在目标收到呼叫建立信息包时，在目标处一个确定长度的缓冲器被指定，它的基地址被记录在目标查询表中，并通过识别接收对话号查询，和

一个应答信息包从目标传送到源，以识别被分配到对话的目标缓冲器。

8、一个用于将数据从在第一位置单元的第一可寻址存贮器通过信息包交换通讯网络传送到在第二位置单元的第二可寻址存贮器的数据传输***，使用的权利要求1或2中所要求的这种信息包包括有：

在第一位置单元中的合并（装包）装置，用来从所说的第一存贮器读连续数据段和用于把所说的数据段连同存贮器访问一起计入连续的信息包，该存贮器访问指明在第一存贮器中各数据蔚奈恢茫?

在第二单元中的分离（拆包）装置，用来从在连续接收的信息包中的上述存贮器访问中得到在第二可寻址存贮器中的地址，和用于把各数据段从连续的信息包中写入第二可寻址存贮器的上述地址。

9、根据权利要求8用来从第一可寻址存贮器向第二可寻址存贮器传送数据字块的一种数据传输***，其中

所说的合并（装包）装置包括：

用于在每个数据段的第一存贮器中根据该字块的基地址确定偏移和把所述偏移作为上述存贮器访问计入每个信息包的电路，

用于当每个信息包被发送时建立一个合并字块校验和以及用于在所说字块的最后数据段被读以后，把最终合并校验和计入表明该字块结束的信息包的电路。

所说的分离（拆包）装置包括：

用来从被接收的信息包中得到用于数据段的偏移地址，根据所说的偏移和基地址计算存贮器地址和将数据段写到所说的存贮器地址的电路，和

所提供的电路用来产生一个在非均等信号事件中进行传输所使用的否定应答信息包以及产生一个在均等信号事件中所使用的肯定应答信息包。

10、一种把终端器件连接到信息包交换网络的装置，使用了在权利要求1或2中所要求的这种信息包，该装置用于通过该网络在传送和接收存贮缓冲器之间交换数据，它包括在权利要求8或9中所要求的合并（装包）和分离（拆包）装置。

11、在权利要求2所指出的信息包交换中，其中该信息包有一个包括回路地址字段和类型字段的标题，和在其中该信息包长度是标题长度的若干倍，其改进为：

每个交换单元能够从到上游交换单元寻址的回路中删除信息包，除非该信息包由一个修改的地址和/或类型字段所保护，

忙碌的交换单元将这样的修改引入到企图返回该回路的信息包，

所有交换单元将这样的修正引入到由它们产生并到上游单元寻址的信息包中，和

在回路中，校验点包括在回路第一交换单元处或在其前面，从而由经过这里的信息包中删除上述修改。

12、在权利要求11的信息包交换中，其中改进是：

前述修正由在信息包的类型字段中的往返特征位或毕特的置位而实现，并由于所说的往返特征位的复位而消除

希望对一个带有单一信息包的其它单元的广播群寻址的个别的交换单元在类型字段内置一广播所需要的（RTB）特征位或毕特并到校验点去为取消RTB特征位和取代广播特征位的信息包寻址，

所有的交换单元从该回路复制所有的广播信息包并通过它们到回路上的下一个单元，广播信息包由校验点从回路除去，

在通过它以前，通过用忙碌单元自己的地址取代校验点的地址，接收广播信息包的忙碌单元改变广播信息包或它的付本，这样它将不被后面的单元所接收，

接收了含有其本身地址并经修改后的广播信息包的前面忙碌单元把该信息包复制到它的输出，用该校验点的地址代替它自己的地址并且将被复原的广播信息包传送到该回路的下一个单元。

13、提供给前述任何权利要求中所述类型信息包使用的前述任何权利要求中指出型式的信息包交换器，该交换器具有多个被连接成回路的交换单元以便围绕该回路从一个到另一个地传送信息包，每个交换单元适于从一个用于传输的相关结点到其它单元输入信息包和从该回路到上述结点输出信息包，每个交换单元包括：

一个回路输入和一个回路输出和一个可变长度并能保持的保持FIFO缓冲器以及在所说的回路输入和回路输出之间连接的全部信息包，

一个被连接到回路输入端并适宜到相关结点输出信息包的至少和信息包标题长度相同的接收寄存器，

一个可交换连接到回路输出的输出寄存器，用于传送信息包输入到来自相关结点的交换单元，

以及控制逻辑装置，用于：

将每个进入的信息包的标题读入到接收寄存器，

实现始端信息包从输出寄存器到回路的传送，

实现到所述单元寻址的进入的信息包到相关结点的传送，

清除到上游单元寻址的信息包，

传送到下游单元寻址的信息包或缓冲在保持FIFO中的较后的信息包，直到完成一个初始信息包的传送，和用于

除了当实现所述信息包标题的修改时，到所述单元寻址的信息包不能被传送到相关结点以外，该信息包将被缓冲以保证它们返回回路，然后传送所说的信息包到该回路输出端。

14、根据权利要求13的一个信息包交换器，其中该回路是个1毕特宽的串行回路和交换单元在回路远距离通讯导体上被区域性地分隔，其特征是每个交换单元包括与所说的保持FIFO并联的直接（没有延迟）连线，这样，如果一个初始信息包没有移出回路，一个进入的信息包将直接地进入回路输出端，和其中的控制逻辑在那个信息包的初始部份从交换单元进入回路之后立即将一个修正的信息包从保持FIFO装入回路中。

15、根据权利要求13的一个信息包交换器，其中的交换器是一个小型设备零件，其中的回路是一个至少和标题中的毕特数一样多线数的并行回路。

16、根据权利要求13、14或15的一个信息包交换器，其特征是其中在不紧靠的交换单元之间设置了一个或更多的回路连接从而使所介入的单元被旁路以及其中处于被旁路状态的上游单元的控制逻辑实现到被旁路的其它交换单元的单元下游寻址的信息包向其它单元的交换，利用在被旁路的下游终点处交换单元的控制逻辑，选择被旁路的信息包传送给回路。

17、一个信息包交换网络，其特征是使用了一个含有一个初始地址字段和一个类型字段的标题的固定长度的信息包格式，其中信息包的长度是标题长度的整数倍。

18、一个信息包交换网络，其特征是使用了上述权利要求所要求的那种信息包、信息包交换器、信息包交换单元和/或交换单元接口器件。

19、供含有标题的、短而固定长度信息包所使用的全缓冲、回路构型和寄存器***式的信息包交换器，其特征为回路至少有象在标题中的毕特数一样多的并行线。

20、包括有在说明书或权利要求中或在这里实际上已经阐述过的任一特性或多个特性的信息包交换器，交换单元、交换方法和/或网络都属于本发明。

Images