Устройство для коммутации сообщений в сетях передачи данных

 

Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике, а именно к построению узлов коммутации сообщений в сетях передачи данных. Цель изобретения - повышение пропускной способности за счет сокращения объема передаваемой служебной информации. Цель достигается за счет применения для записи пройденного каждым сообщением пути в заголовке сообщения кодовых слов дизъюктивного кода. Это позволяет существенно сокращать длину служебной части сообщения. Для этого в устройство введены сумматор, регистр, шифратор, два счетчика, дешифратор, элемент задержки, делитель частоты, два триггера и логические элементы И, ИЛИ. Устройство обеспечивает вывод сообщения в выбранное направление и запись в заголовок нового значения кодового слова, пройденного сообщением пути. В устройстве используются свойства дизъюктивных кодов для предотвращения повторного прохождения сообщениями в сети передачи данных ранее пройденного пути. 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (б1) 4 G 06 F 15/20

3(МИДАНИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4407780/24-24 (22) 24.02.88 (46) 15.11.89. Бюл.& 42 (72) В.М.Герасимов, В.А.Грибков, Ю.П.Колесников и В.Э.Жигадло, (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 922757, кл. С 06 Р 15/20, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1012314, кл. G 08 С 19/28, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ СООБ1цЕНИЙ В СЕТЯХ ПЕРЕДАЧИ ДАННЪ1Х (57) Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике. Цель изобретения - повышение пропускной способности за счет сокращения объема передаваемой служебной информации.

Цель достигается за счет применения

Изобретение относится к технике связи и вычислительной технике, а именно к построению узлов коммутации сообщений в сетях передачи данных.

Цель изобретения — повышение пропускной способности за счет сокращения объема передаваемой служебной информации.

На фиг.1 показана схема устройства для коммутации сообщений в се» тях передачи данных; на фиг.2 — схема распределителя импульсов.

Устройство лпя коммутации сообщений в сетях передачи данных содержит первый регистр 1, сумматор 2, схему

3 сравнения, первый элемент И 4., SU 1522232 А 1

2 для записи пройденного каждым сообщением пути в заголовке сообщения кодовых слов дизъюнктивного кода. Это позволяет существенно сокращать длину служебной части сообщения. Для этого в устройство введены сумматор, регистр, шифратор, два счетчика, дешифратор, элемент задержки, делитель частоты, два триггера и логические элементы И, ИЛИ. Устройство обеспечивает вывод сообщения в выбранное направление и запись в заголовок ново

ro значения кодового слова, пройденного сообщением пути. В устройстве используются свойства дизъюнктивных кодов для предотвращения повторного прохождения сообщениями в сети пере» дачи данных ранее пройденного пути.

2 ил., 1 табл. шестой регистр 5, вторую группу 6 элементов И, первый элемент ИЛИ 7, второй элемент И 8, пятый регистр 9, первый дешифратор 10, распределитель

11 импульсов, первую группу 12 эле» ментов И, второй регистр 13, элемент

ИЛИ-НЕ 14, первый счетчик 15, второй дешифратор 16, первый элемент 17 задержки, второй элемент 18 задержки, третий регистр 19, формирователь

20 импульсов, третий элемент И

21, блок 22 сравнения, первый триггер

23, целитель 24 частоты, второй счетчи.; 25 числа знаков, второй элемент

ИЛИ 26, четвертый регистр 27, элемент

И 28, генератор 29 тактовых импульсов второй триггер 30, пятый элемент

1522232 И 31, шестой элемент И 32, третью группу 33 элементов И, шифратор 34, первый - четвертый управляющие входы 35 — 38, вход 39 запуска, ин формационный вход 40 и информационный выход 41.

Распределитель 11 импульсов содер жит регистр 42, генератор 43, элемент

И 44, группу 45 элементов И, элемент

ИЛИ 46 и триггер 47.

В исходном состоянии все регистры устройства обнулены, в первом разряде регистра 42 распределителя 11 импульсов записана "1", счетчики находятся в нулевом состоянии, триггер 23 - в нулевом состоянии (c выхода снимается низкий потенциал), а триггер 30в единичном состоянии (с первого выхода снимается высокий потенциал).

При подготовке к работе в устрой" ство по входу 35 вводится суммарный код номеров, пройденных ранее сооб* щением узлов коммутации сети, который

{в виде кодового слова Ь записывается

1 в регистр 1, одновременно по входу 36, вводятся коды тех узлов коммутации, ;,которые допустимы как транзитные для ! .,!прохождения сообщения от рассматрива; емого устройства коммутации до адреса" 0 га-- получателя сообщения, по входу

37 вводятся коды числа сообщений

) . ao входных буферах соответствующих узлов коммутации, по входу 38 - код максимально допустимой нагрузки., Коды допустимых узлов коммутации в

; виде последовательности кодовых слов В,, В, ..., В; записываются ! в регистр 13, коды числа сообщений в виде последовательности С, С

С; - в регистр 19, код макси". мальной нагрузки в виде числа D —s регистр 27. Разрядности чисел А и

В1, а также D и С; совпадают. Сумматор 2 осуществляет поразрядное сложение числа А из регистра 1 с первым числом, записанным в регистре

13. Сложение осуществляется в соответ ствии с правилом 1 Л 1 = 1, 1 Л О =

1, О A 1 = 1, 0 Л 0 = 0, т.е. эб сумматор 2 представляет собой набор (по, количеству разрядов числа А) двухвходовых схем ИЛИ.

По окончании ввода кодов по входам

35 38 на вход 39 устройства подает".

55 ся управляющий высокий потенциал, который устанавливает в единичное состояние триггер 23.„ сигналом с которого открывается элемент И 8. В зто же время на выход сумматора ? выдается код числа Е = А Л В,„ кото-" рый поступает на вторые входы схемы 3 сравнения, на первые входы которой поступает код числа А. Сравнение двух чисел производится по сигналу тактовой частоты, который поступает в схему 3 сравнения от генератора 29 тактовых импульсов через открытый элемент

И 28. Если в результате поразрядного сравнения Е-А, то с выхода схемы 3 сравнения выдается низкий потенциал„ свидетельствующий о том, что число В на предыдущих этапах передачи сообщения по сети участвовало H формировачии суммы А, т.е. сообщ ние уже однажды обслуживались на узле В, В противном случае (Е А) на выход схемы 3 сравнения выдается высокий потенциал.

Кроме того,- импульс тактовой частоты поступает на блс-к 22 сравнения в котором сравниваются числа С и D,.

Если D . С„, то на выходе блока 22 появляется высокий потенциал, в противном случае на выходе появляется низкий потенциал. Таким Образом,, если одновременно выполняются условия ЕфА и D ) С <, то высокими потенциалами со схемы 3 сравнения и блока 22 сравнения значение первого счетчика 15 увеличивается на единицу и через открытые элементы И 4 и 8 в первые части регис тров 5 и 9 записываются кодь. Е и В соответственно. Если хотя бы однс> из этих условий не выполняется, значение счетчика не изменяегся и элементы И 4 и 8 остаются закрытыми, Галее зацержан ным в элементе 17 задержки сигналом тактовой частоты осуществляется сдвиг, вправо коцовых слов в регистрах 1" и 19, f . e, если раньше быпи з апис аны слова

gl П Е > ее ее>»$2>>>ее р>>>Су .3 е > > то теперь там останутся ф „ В „ ., В

» фу С у еееу С>;

Дале>. с приходом каждого имп

E =А Л В 1

Е ф А 29 3> е ее

>C» )

B том случае, если условия выполня. ются, значения Е> и В> записываются в регистры 5 и 9. При этом каждый раз значение счетчика увеличивается на единицу, что обеспечивает запись (за счет дешифратора 16) значений кодов

Е» и В„- в свободные части регистров.

5 152223

Как только код последнего транзитного узла В; просмотрен и двинут из регистра, на его выходах будут все

"0" и высоким потенциалом с выхода

5 элемента ИЛИ-HE 14 будет запущен формирователь 20 импульсов, сигнал с которого абнулит счетчик 15, регистр

1 и установит триггер 23 в нулевое состояние, что запретит прохождение 10 импульсов тактовой частоты на схему

3 сравнения и блок 22 сравнения, Кроме того, сигнал с выхода формирователя 20 импульсов разрешит дешиф-. рацию номеров транзитных узлов, 15 записанных в регистре 9, и запустит распределитель 11 импульсов. Дешифратор 10 по номеру узла коммутации определяет номер направления передачи сообщения. 20

На тех выходах дешифратора 10, номера которых соответствуют найденным кодам допустимых для передачи транзитных узлов сети передачи данных, появ- 25 ляются высокие потенциалы, которые подготовят к открытию соответствующие элементы И 12. Распределитель 11 импульсов выдает по одному из своих выходов, номера которых соответствуют 30 номерам выходов дешифратора с высокими потенциалами, сигнал, который открывает элемент И 12 выбранного направления передачи сообщения.

Сообщение с информационного входа

40 устройства через открытый сигналом ат триггера элемент И 32 и элемент

ИЛИ 26 поступает на входы группы элементов И 12 и через один (открытый) из них выдается в выбранное направление передачи выхода 41. Одновременно счетчик 25 подсчитывает число выданных знаков сообщения, Как только он досчитает до К-го значения (начиная со следующего номера знака, в заголовке сообщения передается код числа А пройденных сообщением узлов коммутации сети передачи данных) сигналом с первого выхода счетчика 25 триггер 30 устанавливается в "0". В результате этого элемент И 32 закроется, а элементы И 31 и 21 откроются. Этим подготавливается запись в заголовок сообщения, передаваемого в вьг" 55 бранное направление, нового значения кода (числа Е) пройденных сообщением узлов коммутации. Запись производится следующим образом.

2 6

В соответствии с сигналами на выходе распределителя 11 шифраторам

34 определяется номер узла коммутации, который выбран для последующей передачи сообщения. Этот номер сравни вается на элементах И 32 с номерами выбранных ранее узлов. Высокий потенциал появляется на выходе одного из элементов И 33. При этом комер этого блока соответствует месту записи номера выбранного дпя передачи узла коммутации в регистр 9 и месту записи нового значения суммарного кода пройденных узлов данным сообщением, который соответствует передаче на выбранный узел. Поясним это следующим примером.

Пусть в результате работы устройства в регистре 9 записаны коды узлов

3, 5, 8 и 9, а в регистре 5 - им соответствующие суммарные коды пройденных узлов А Л 3; А А 5; A h 8," А h 9, а распределителем 11 выбран для дальнейшей передачи узел номер 8. Тогда высокий потенциал появляется на выходе третьего элемента И 33 третьей группы, чта обеспечивает считывание через вторую группу элементов И б значения суммарного када пройденных узлов А Л

Л 8.

Суммарный кад пройд. нных узлов записывается в заголовок сообщения через элемент ИЛИ 7 и открытый элемент И 31,, Чтение кода из регистра 5 обеспечивается импульсами ат генератора 29 через открытый элемент И 21. При этом делитель 24 частоты обеспечивает согласованне скорости считывания из регистра

5 со скоростью передачи информации в выбранном направлении для передачи сообщения.

После того, как запишется в заголовок сообщения весь код, счетчик 25 числа знаков выдает высокий потенциал по второму выходу, который устанавливает триггер 30 в единичное состояние, в результате чего создаются условия для продолжения выдачи сообщения, обнуляет счетчик 25 и через элемент

18 задержки обнуляет регистры 5 и 9.

После этого устройство готово к началу обслуживания следующего сообщения.

Распределитель 11 импульсов обеспе .ает выбор одного из найденных допустимых направлений передачи. Это осуществляется следующим образом (фиг.2). На входы распределителя, л

1522232 номера которых соответствуют номерам допустимых для передачи данного сооб; щения направлений связи, поступают ! высокие потенциалы, которые подготавливают к открытию соответствующие элементы И 45. Одновременно сигналом с управляющего входа распределителя триггер 47 устанавливается в единицу и открывает элемент И 44. Импульсы от генератора 43 через элемент И 44 продвигают "1" по регистру 42., При этом выходы последнего соединены с вторыми входами элементов И 45. При первом же совпадении двух единиц на входах схемы сигналом с ее выхода через элемент ИЛИ 46 триггер 47 уста-. навливается в "0" и продвижение единицы по регистру 42 прекращается.

Сигнал с выхода элемента И 45 является разрешающим для передачи сообщения в данное направление.

В последующем цикле работа схемы повторяется, При этом смещение "1" в регистре

42 начинается с того места, на котором она остановилась в предыдущем цикле. Такое решение позволяет распределять сообщения в различные допустимые направления даже в том случае, если для нескольких сообщений используются одни и те же статические маршруты передачи. Это дает возможность распределять потоки сообщений в сети передачи данных, исключая не-: оправданные перегрузки отдельных направлений (узлов коммутации) сети.

Пример. Сообщение, передаваясь от отправителя до получателя, прошло узлы коммутации с номерами

2 и 5 и попало на рассматриваемый узел с номером 8.

На узле номер 8 для выдачи этого сообщения могут быть использованыузлы коммутации с номерами 2, 3, 6.

Предположим, что число сообщений во входных буферах этих узлов меньше допустимых значений. Таблица перекодировки номеров узлов в дизъюнктивные коды имеет следующий вид.

В этом случае на узел номер 8 сообщение поступает с заголовком, в котором записывается число А—

0010010010.

В результате сложение в сумматоре 2 получают:

Е = А 2 = 00100100)0;

Е = А Л 3 = 0010010110;

Е = А h 6 0010110010, так как E, = А; Е ф А и Е Ф А, то в регистре 5 записываются Е, Е, а в регистре 9 - 3, 6.

Допустим, что распределитель ll импульсов укажет для дальнейшей передачи узел коммутации номер 3, в этом случае сообщение выдается

1 в соответствующее направление передачи на этот узел и в его заголовок записывается код Е . На последующих узлах коммутации процедура повторяется.

Формула изобретения

Устройство для коммутации сообщений в сетях передачи данных, содержащее с первого по пятый реги-< стры, схему сравнения, первый.и второй элементы И, элемент ИЛИ-НЕ, первый элемент задержки, блок сравнения, формирователь импульсов, первый дешифратор, распределитель . импульсов, первую группу элементов И, 1., енеоатор тактовых импульсов, причем ервый, второй, третий и четвертый управляющие входы устройства соединены с информационными входами первого, третьего и четвертого регистров соответственно, выходы элементов И первой группы являются выходами устройства, выход формирователя импульсов соединен с входом сброса с первого регнст" ра, с входом разрешения первого дешифратора и входом запуска распределителя импульсов, выход первого элемента задержки подключен к входам сдвига второго и третьего регистров, выход первого регистра соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой подключен к первым входам первого и второго элементов И, первый информационный выход второго регистра соеди-, нен с вторым входом второго элемента

И, выходы второго регистра подключены поразрядно к входам элемента ИЛИ"НЕ, выход которого соединен с входом. формирователя импульсов, выходы третьего и четвертого регистров подключены соответственно к первому и второму входам блока сравнения, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов И. выход второго элемента И подключен к первому входу пятого регистра, выходы которого соединены с информационными входами первого дешифратора, выходы которого

1522232 код

0 О О 1

О 0 1 0

0 1 О 0

1 О 0 0

0 О 0 О

0 О 0 О

0 0 О 0

0 О О 0

О О 0 0

0 0 О О

О 0 О О О

О 0 О О 0

О 0 О О О

0 О 0 О О

О О О О О

О О 0 О 1

0 О О I О

О О 1 0 О

О 1 0 О 0

1 О .О О О

О

О

О

0

О

О

2

5

7

9

10 подключены к входам номера допустимого направления распределителя импульсов и к первым входам элементов И первой группы, выходы распределителя

5 импульсов соединены с вторыми входами элементов И первой группы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности за счет сокращения объема передаваемой служебной информации, в него введены сумматор, шестой регистр, вторая и гретья группы элементов И, шифратор, первый и второй элементы ИЛИ, с третьего по шестой элементы И, первый и второй счетчики, второй дешифратор, второй элемент задержки, делитель частоты, nepabN и второй триггеры, причем выходы первого и второго регис" тров подключены соответственно к пер- 20 вому и второму входам сумматора, выход которого соединен с вторым вхо-< дом схемы сравнения и с вторым входом первого элемента И, выход схемы сравнения соединен со счетным входом пер-25 вого счетчика, выход блока сравнения соединен с информационным входом пер" вого счетчика, выход формирователя импульсов подключен к входу сброса первого триггера, входу сброса перво- 30 го счетчика, выходы которого соединены с информационными входами второго дешифратора, выходы которого подключены к вторым информационным входам пятого и шестого регистров, выход первого элемента И соединен с первым информационным входом шестого регистра, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И второй группы, вход "Записьчтение шестого регистра соединен с выходом третьего элемента И, входы сброса пятого и шестого регистров подключены к выходу второго элемента задержки, выходы пятого регистра

I соединены с первыми входами соответ» ствующих элементов И третьей группы, выходы распределителя импульсов подключены к соответствующим входам шифратора, выходы которого соединены с вторыми входами элементов И треть". ей группы, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих элементов И второй группы, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, вход запуска устройства соединен с установочным входом первого триггера выход которого соединен с первым вхо- дом четвертого элемента И, выход которого подключен к входу первого элемента задержки и к входам стробирования блока и схемы сравнения, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом четвертого элемента И и через делитель частоты - с первым входом третьего эпемента И, информационный вход устройства соединен с первым входом шес того элемента И, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, r ðÿìîé выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов

И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход ко-. торого соединен со счетным входом вторсго счетчика и с третьими входамн элементов И первой группы, выход переполнения второго счетчика подключен к входу сброса второго триггера, выход переполнения второго счетчика соединен с единичным входом второго триггера, с входом сброса второго счетчика и входом второго элемента задержки.

1522232

Риа 2

Составитель В.Сычев

Техред А.Кравчук

Корректор В, Кабаций

Редактор M,Ïåòðoâà

Заказ 6965/47 Тираж 668 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101