


Изобретение относится к области связи, в частности к построению сетей связи для передачи информации и вычислительным сетям. The invention relates to the field of communication, in particular to the construction of communication networks for transmitting information and computer networks.
Известны сети связи, содержащие коммутационные узлы различного уровня, соединенные через соответствующие интерфейсы между собой и позволяющие передавать информацию от вычислительных машин (патент 5499290, кл. Н 04 М 3/00, 1996). Однако время передачи информации в таких сетях значительно, что не позволяет передавать большие объемы информации. Known communication networks containing switching nodes of various levels, connected via respective interfaces to each other and allowing information to be transmitted from computers (patent 5499290, class N 04
Известны также сети связи, в которых путем создания определенного трафика уменьшается время передачи информации (патент Великобритании 2299485, кл. Н 04 М 3/00, 1996). Однако такие сети не могут быть построены по иерархическому принципу. Communication networks are also known in which, by creating certain traffic, the transmission time of information is reduced (UK patent 2299485, CL H 04
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является иерархическая сеть связи, содержащая сети связи высшего, среднего и низшего уровня, узлы перехода, абонентские блоки, передающие и приемные сетевые интерфейсы и узлы управления трансляцией, содержащие регистр сдвига, выделитель адреса (патент РФ 2004946, кл. Н 04 Q 11/06,1993). Closest to the proposed invention is a hierarchical communication network containing communication networks of the highest, middle and lower levels, transition nodes, subscriber units, transmitting and receiving network interfaces and broadcast control nodes containing a shift register, an address allocator (RF patent 2004946, class N 04
Однако наличие лишь одного пути между двумя узлами сети снижает ее надежность, так как при выходе из строя линии связи в локальных сетях используется специальный протокол 802.lq, который активизирует резервные линии связи, но это требует довольно продолжительного времени, что недопустимо в сетях связи. However, the presence of only one path between two network nodes reduces its reliability, since when the communication line fails in local networks, the special protocol 802.lq is used, which activates the backup communication lines, but this requires a rather long time, which is unacceptable in communication networks.
Кроме того, существующие коммутаторы, являясь по сути многопортовыми мостами, размножают широковещательные кадры (адрес назначения у которых состоит из одних "1"), то есть широковещательный кадр, поступивший на один из портов коммутатора, автоматически ретранслируется во все остальные порты, что приводит к "широковещательному шторму", блокирующему работу всей сети, ввиду переполнения буферной памяти в портах коммутаторов. Поэтому невозможно построить большие сети на базе существующих коммутаторов, а необходимо использовать коммутаторы 3-го уровня (маршрутизаторы), сложные и дорогие аппаратно-программные устройства, использующие специальные протоколы для обмена информацией между собой с целью построения и обновления маршрутно-адресных таблиц, что сильно перегружает сеть. In addition, existing switches, being essentially multi-port bridges, multiply broadcast frames (the destination address of which consists of one “1”), that is, the broadcast frame received on one of the switch ports is automatically relayed to all other ports, which leads to "broadcast storm" blocking the operation of the entire network due to buffer overflow in switch ports. Therefore, it is impossible to build large networks on the basis of existing switches, but it is necessary to use
Предлагаемое изобретение исключает эти недостатки. The present invention eliminates these disadvantages.
Для этого в иерархическую сеть, содержащую (к+1)+(к х к) узлов коммутации (где к - любое целое число, удовлетворяющее соотношению 2≤ к ≤12), соединенных по пирамидальной схеме, и абонентские блоки, соединенные с соответствующими узлами коммутации, при этом каждый коммутационный узел содержит (к+1) узлов перехода, каждая из которых содержит приемный интерфейс, выход которого соединен с входом блока обработки адреса и входом блока доступа, выход которого соединен с внутренней шиной, а второй вход - с выходом блока обработки адреса, а также блок фильтрации, вход которого соединен с внутренней шиной, и выходной интерфейс, выход которого соединен со входом приемного интерфейса, а также узлы управления и обработки, причем узлы коммутации соответствующих уровней соединены по кольцевой схеме, в каждый узел коммутации, кроме верхнего в пирамидальной схеме, введены по два узла перехода, при этом в каждый узел перехода введены блок резервного переключения и буферное запоминающее устройство (ЗУ), выход которого соединен с входом выходного интерфейса, а вход соединен с первым выходом блока резервного переключения, первый вход которого соединен с выходом блока фильтрации, а второй вход - со вторым выходом приемного интерфейса, при этом к узлов перехода соединены по кольцевой схеме с третьим и четвертым входами и вторым и третьим выходами блоков резервного переключения, а (к+2)-ой узел перехода соединен с (к+1)-ым и (к+3)-им узлами перехода, при этом каждый блок резервного переключения содержит первый триггер, вход которого является вторым входом блока резервного переключения, первым входом которого являются объединенные входы первой, второй и третьей схем И, вторые входы первой и второй схем И соединены соответственно с первым и вторым выходами первого триггера, второй триггер, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим входом второй схемы И и вторым входом третьей схемы И, при этом вход второго триггера соединен с выходом четвертой схемы И, входы которой являются соответствующими входами блока резервного переключения, как и первый и второй входы схемы ИЛИ, третий вход которой соединен с выходом первой схемы И, причем блок обработки адреса содержит последовательно соединенные выделитель адреса и первый регистр адреса, выход которого соединен с входами выделителя широковещательного адреса и первого, второго и третьего компараторов, вторые входы первого, второго и третьего компараторов соединены соответственно с выходами выделителя тетрады адреса порта, второго регистра адреса и третьего регистра адреса, а выходы первого, второго и третьего компараторов соединены соответственно с входами схемы формирования адреса порта, второго регистра адреса порта и третьего регистра адреса порта, причем второй выход выделителя тетрады адреса порта соединен со вторым входом схемы формирования адреса порта, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами второй схемы ИЛИ и схемы НЕ, выходы второго и третьего регистров адреса порта соединены соответственно с первым входом третьей схемы ИЛИ и вторым входом второй схемы ИЛИ, и вторым входом третьей схемы ИЛИ, и третьим входом второй схемы ИЛИ, выход выделителя широковещательного адреса через регистр порта нулевого сигнала соединен со вторым входом схемы НЕ и четвертым входом второй схемы ИЛИ, пятый вход которой соединен с выходом схемы НЕ, третий вход которой соединен с выходом третьей схемы ИЛИ, а выход второй схемы ИЛИ соединен со входом первого регистра адреса порта, при этом введено (к+1)+(к х к) сдвоенных блоков обработки и обеспечения передачи широковещательного трафика, подключенных к внутренней шине узлов коммутации. To do this, in a hierarchical network containing (k + 1) + (k x k) switching nodes (where k is any integer satisfying the
На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема многоярусной иерархической радиально-кольцевой сети связи. In FIG. 1 is a structural electrical diagram of a multi-tiered hierarchical radial-ring communication network.
На фиг.2 приведена структурная электрическая схема узла коммутации. Figure 2 shows the structural electrical diagram of the switching node.
На фиг.3 приведена структурная электрическая схема блока резервного переключения. Figure 3 shows the structural electrical circuit of the backup switching unit.
На фиг. 4 приведена структурная электрическая схема блока обработки адреса. In FIG. 4 is a structural electrical diagram of an address processing unit.
Многоярусная иерархическая радиально-кольцевая сеть связи содержит узлы коммутации 1, сдвоенные блоки обработки и обеспечения передачи широковещательного трафика 2, абонентские блоки 31-3к.Tiered hierarchical radially annular communication network comprising
Узлы коммутации 1 содержат узлы перехода la1-laк+3, приемный интерфейс 4, блок обработки адреса 5, блок доступа 6, внутреннюю шину 7, блок фильтрации 8, блок резервного переключения 9, буферное запоминающее устройство (ЗУ) 10 и выходной интерфейс 11.
Блок обработки адреса 5 содержит выделитель адреса 12, первый регистр адреса 13, первый компаратор 14, выделитель тетрады адреса порта 15, схему формирования адреса порта 16, вторую схему ИЛИ 17, первый регистр адреса порта 18, второй компаратор 19, второй регистр адреса 20, второй регистр адреса порта 21, третий компаратор 22, третий регистр адреса 23, третий регистр адреса порта 24, третью схему ИЛИ 32, схему НЕ 33, выделитель широковещательного адреса 34 и регистр порта блока обработки (С) 35. The
Блок резервного переключения 9 содержит первый триггер 25, первую схему ИЛИ 26, первую, вторую, третью и четвертую схемы И 27, 28, 29 и 30 соответственно и второй триггер 31. The
Иерархическая радиально-кольцевая сеть связи работает следующим образом. The hierarchical radial-ring communication network operates as follows.
Узлы коммутации 1 обеспечивают обработку 48-битного адреса назначения (АН), который является MAC-адресом кадра информации по стандартам Ethernet.
Каждый АН состоит из 12-ти тетрад, состоящих из 4 бит каждая. Each AN consists of 12 tetrads, consisting of 4 bits each.
Каждый узел коммутации 1 имеет составной адрес, состоящий из старшей части префикса Р (значащей части) и младшей части, все тетрады которой равны 0. Each
При этом число нулевых тетрад соответствует уровню иерархии, на котором размещается данный узел коммутации 1. The number of zero notebooks corresponds to the hierarchy level at which this
Кадр информации Ethernet из канала связи через приемный интерфейс 4 поступает на блок обработки адреса 5, где выделитель адреса 12 обеспечивает выделение из заголовка кадра адрес назначения (АН) и передачу его на первый регистр адреса 13, на первом компараторе 14 производится его сравнение с префиксом Р адреса коммутатора, находящимся на регистре адреса 16. В случае несравнения в схему формирования адреса порта 18 через схему НЕ 33 и вторую схему ИЛИ 17 заносится код порта (Z) для последующей передачи на верхние уровни сети. В случае сравнения префикса с соответствующей частью адреса назначения следующая по порядку за префексом Р тетрада адреса назначения передается на схему формирования адреса порта 16 и далее через вторую схему ИЛИ 17 передается на первый регистр адреса порта 18. The Ethernet information frame from the communication channel through the
В случае, если на втором компараторе 19 или третьем компараторе 22 обеспечивается сравнение АН приходящего кадра с адресом коммутатора, находящегося слева по кольцевой сети (формирование кода порта L), либо с адресом коммутатора, находящегося справа по кольцевой сети (формирование кода порта R) соответственно, сигналы сравнения через третью схему ИЛИ 32 и схему НЕ 33 обеспечат запрет передачи кода порта Z. В случае получения широковещательного кадра выделитель 34 обеспечивает формирование кода на регистре порта блока обработки (С) и передачу его через вторую схему ИЛИ 17 на регистр адреса порта 18 и одновременно через схему НЕ 33 запрещает формирование кода порта Z. If the
С выхода первого регистра адреса порта 18 информация поступает в блок доступа 6, где формируется адресуемое слово из m бит для высокоскоростной передачи по внутренней шине 7 всем блокам фильтрации 8, которые фильтруют только адресуемые ему слова и через блок резервного переключения 9 передают в буферное ЗУ 10 и далее через передающий интерфейс 11 направляют в канал связи. From the output of the first register of the address of the
Блок резервного подключения 9 в штатном режиме (приемный интерфейс 4) выдает на первый триггер ТГ 25 сигнал "активности", устанавливает его в состояние "1" и обеспечивает передачу данных из блока фильтрации 8 через первую схему И 27 и первую схему ИЛИ 26 в буферное ЗУ 10. The
В случае выхода из строя канала связи первый триггер ТГ 25 сбрасывается в состояние "0", этим обеспечивается закрытие первой схемы И 27 и открытие второй схемы И 28, что обеспечивает прохождение данных из блока фильтрации 8 через вторую схему И 28 и вход 1 первой схемы ИЛИ 26 в буферное ЗУ 10 и передающий интерфейс соседнего (правого) порта (резерв 1-й очереди). In case of failure of the communication channel, the first trigger of the
В том случае, если два канала вышли из строя, первые триггеры ТГ 25 центрального и правого канала сбрасываются в "0" и через четвертую схему И 30 устанавливают второй триггер ТГ 31 в состояние "1", что обеспечивает прохождение данных из блока фильтрации 8 центрального канала через третью схему И 29 и вход первой схемы ИЛИ 26 в буферное ЗУ 10 и передающий интерфейс 11 соседнего (левого) канала (резерв 2-й очереди). In the event that two channels are out of order, the first triggers of
После восстановления каналов система автоматически возвращается в исходное сотояние. After restoring the channels, the system automatically returns to its original state.
Предлагаемое изобретение позволяет подключить резервный путь за время переключения логического элемента (триггера). The present invention allows you to connect a backup path during the switching of a logical element (trigger).
Использование сдвоенных блоков обработки и обеспечение передачи широковещательного трафика 2, выполненных в виде ЭВМ, обеспечивает предварительное резервирование пропускной способности портов коммутатора для передачи приоритетной информации с использованием протокола IEEE 802.1р, а вся неприоритетная передается на ЭВМ для промежуточного хранения и передачи в свободное от приоритетного трафика время, и, таким образом, обеспечивается необходимое качество обслуживания (QoS).The use of dual processing units and the transmission of
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000132384ARU2188520C1 (en) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | Multistage hierarchical radial-ring communication network |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000132384ARU2188520C1 (en) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | Multistage hierarchical radial-ring communication network |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2188520C1true RU2188520C1 (en) | 2002-08-27 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000132384ARU2188520C1 (en) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | Multistage hierarchical radial-ring communication network |
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2188520C1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022575A1 (en)* | 2004-08-02 | 2006-03-02 | Sergey Borisovich Gusev | Device for receiving, transmitting and retranslating valuable information |
| RU2308162C1 (en)* | 2006-02-07 | 2007-10-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Digital network complex |
| RU2413371C2 (en)* | 2005-05-31 | 2011-02-27 | Нокиа Сименс Нетворкс Гмбх Унд Ко. Кг | Method of protection switching |
| RU2420899C2 (en)* | 2006-11-17 | 2011-06-10 | Кабусики Кайся Тосиба | Double-ring network system and method of controlling communication in said network, transmission station and programme for transmission stations |
| RU2423008C2 (en)* | 2007-02-14 | 2011-06-27 | ЗетТиИ Корпорейшн | METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATIC PROTECTION OF Ethernet NETWORK |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043979A (en)* | 1986-09-16 | 1991-08-27 | Hitachi, Ltd. | Time-division channel arrangement |
| RU2004946C1 (en)* | 1992-12-28 | 1993-12-15 | Малое предпри тие "Инфонет" | Hierarchic communication network |
| US5408231A (en)* | 1992-05-14 | 1995-04-18 | Alcatel Network Systems, Inc. | Connection path selection method for cross-connect communications networks |
| WO1999011097A1 (en)* | 1997-08-21 | 1999-03-04 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A device and a method for switching data frames |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5043979A (en)* | 1986-09-16 | 1991-08-27 | Hitachi, Ltd. | Time-division channel arrangement |
| US5408231A (en)* | 1992-05-14 | 1995-04-18 | Alcatel Network Systems, Inc. | Connection path selection method for cross-connect communications networks |
| RU2004946C1 (en)* | 1992-12-28 | 1993-12-15 | Малое предпри тие "Инфонет" | Hierarchic communication network |
| WO1999011097A1 (en)* | 1997-08-21 | 1999-03-04 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A device and a method for switching data frames |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022575A1 (en)* | 2004-08-02 | 2006-03-02 | Sergey Borisovich Gusev | Device for receiving, transmitting and retranslating valuable information |
| RU2413371C2 (en)* | 2005-05-31 | 2011-02-27 | Нокиа Сименс Нетворкс Гмбх Унд Ко. Кг | Method of protection switching |
| RU2308162C1 (en)* | 2006-02-07 | 2007-10-10 | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" | Digital network complex |
| RU2420899C2 (en)* | 2006-11-17 | 2011-06-10 | Кабусики Кайся Тосиба | Double-ring network system and method of controlling communication in said network, transmission station and programme for transmission stations |
| RU2423008C2 (en)* | 2007-02-14 | 2011-06-27 | ЗетТиИ Корпорейшн | METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATIC PROTECTION OF Ethernet NETWORK |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3163069B2 (en) | How to upgrade the switch structure | |
| US7139267B2 (en) | System and method of stacking network switches | |
| US4656622A (en) | Multiple paths in a self-routing packet and circuit switching network | |
| JP2595025B2 (en) | High-speed packet switching equipment using space division type switches | |
| US5469432A (en) | High-speed digital communications network | |
| US5402415A (en) | Multicast virtual circuit switch using cell recycling | |
| US7787449B2 (en) | Butterfly network with switches set for two node disjoint paths and method for forming the paths | |
| US4674085A (en) | Local area network | |
| JP5230707B2 (en) | Fully overlapping linearly extendable delivery router | |
| KR101228284B1 (en) | Data communication system and method | |
| JPH10313323A (en) | Packet switching device and packet switching system using the same | |
| EP2596603B1 (en) | Ethernet switch and method for routing ethernet data packets | |
| JP4676528B2 (en) | RPR ring network on / off ring processing, data transfer method and network equipment thereof | |
| JPS61219247A (en) | Local area network unit | |
| RU2188520C1 (en) | Multistage hierarchical radial-ring communication network | |
| US5289467A (en) | Manhattan street network with loop architecture | |
| US20110176549A1 (en) | Method of bus configuration to enable device bridging over dissimilar buses | |
| US20020181478A1 (en) | Bridge apparatus with entries reduced in filtering database and network using the same | |
| US7317681B1 (en) | Redundancy for dual optical ring concentrator | |
| US20020159445A1 (en) | Non-blocking switching system and switching method thereof | |
| KR100253517B1 (en) | Square switching architecture | |
| Sharma et al. | The augmented data vortex switch fabric: An all-optical packet switched interconnection network with enhanced fault tolerance | |
| RU2118069C1 (en) | Hierarchical communication network | |
| US20020122442A1 (en) | Communication network, path setting method and node apparatus used therefor | |
| JP2852072B2 (en) | Network system |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees | Effective date:20111226 |