Маршрутизирующий коммутатор и способ работы маршрутизатора

Авторы патента:

G06F15/00 - Цифровые компьютеры вообще (конструктивные элементы G06F 1/00-G06F 13/00); оборудование для обработки данных вообще (нейронные сети для обработки данных изображений G06T)

Владельцы патента RU 2580077:

Акционерное общество " Ижевский радиозавод" (RU)

Изобретение относится к системам обмена информацией. Технический результат - высокая автономность работы устройства. Маршрутизирующий коммутатор, содержащий коммутационную матрицу (КМ) с двунаправленными портами, к которой подключены управляющий автомат и внутренний порт конфигурации, дополнительно снабжен энергонезависимой памятью, при этом внутренний порт конфигурации содержит нулевой порт, одним входом/выходом подключенный к КМ, а другим к обработчику пакетов, который через общую шину соединен с мостом, контроллером управления таблицей маршрутизации (ТМ) и контроллером общей шины, мост по внутренней шине соединен с входом/выходом модуля регистровой памяти, один из выходов которого соединен с контроллером управления ТМ, а другой с управляющим автоматом, а энергонезависимая память входом/выходом подключена к контроллеру управления ТМ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться в системах обмена информацией, где требуется высокая скорость начальной инициализации и быстрое восстановление работы сети после сбоев оборудования.

Рассматриваемое устройство является маршрутизирующим коммутатором (далее маршрутизатор) пакетов информации (далее пакет), который является обязательной частью в сети передачи данных с коммутацией пакетов. Маршрутизирующий коммутатор (далее маршрутизатор) предназначен для передачи пакетов по заданному в нем маршруту между устройствами, объединенными в сеть.

Сеть состоит из узлов, каналов передачи данных (далее канал) и маршрутизаторов. Узлы являются источниками и получателями пакетов. Каналы предназначены для передачи пакетов между узлами и/или маршрутизаторами. Маршрутизаторы соединяют большое количество узлов сети и осуществляют маршрутизацию пакетов от узла источника информации к узлу-приемнику информации или нескольким узлам. Отказ маршрутизатора является критичным для работы системы и требует ее реконфигурации. Одиночная ошибка в работе маршрутизатора исправляется за счет цикличности процессов при передаче данных и возможности повторения передачи.

Каждый источник и получатель информации в сети имеет уникальный логический адрес, ассоциирующийся с ним в сети. В пакете, отправляемом от источника получателю, указывается логический адрес получателя, передаваемые данные и символ конца пакета. Для функционирования сети каждый маршрутизатор имеет таблицу маршрутизации, с помощью которой маршрутизатор выбирает физический маршрут пакета по его логическому адресу.

Недостатком описанного устройства является то, что таблица маршрутизации в нем хранится в энергозависимой памяти и при сбое или при начальной инициализации требуется настройка таблицы маршрутизации внешним устройством, а это дополнительное время и более низкая автономность рассматриваемого устройства.

В предлагаемом к рассмотрению маршрутизирующем коммутаторе таблица маршрутизации (ТМ) хранится в регистровой памяти и дублируется в энергонезависимой памяти устройства при любом изменении. Хранение ТМ в регистровой памяти позволяет увеличить скорость обработки информации в устройстве.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является высокая автономность работы устройства, что позволяет уменьшить время реакции на восстановление его работоспособности при сбоях за счет включения в схему энергонезависимой памяти для хранения ТМ.

Указанный технический результат достигается тем, что маршрутизирующий коммутатор, содержащий коммутационную матрицу (КМ) с двунаправленными портами, к которой подключены управляющий автомат и внутренний порт конфигурации, дополнительно снабжен энергонезависимой памятью, при этом внутренний порт конфигурации содержит нулевой порт, одним входом/выходом подключенный к КМ, а другим к обработчику пакетов, который через общую шину соединен с мостом, контроллером управления ТМ и контроллером общей шины. Мост по внутренней шине соединен с входом/выходом модуля регистровой памяти, один из выходов которого соединен с контроллером управления ТМ, а другой с управляющим автоматом. Энергонезависимая память входом/выходом подключена к контроллеру управления ТМ.

Известные схемы маршрутизаторов при сбое в сети требовали обращения к внешнему устройству сети для восстановления ТМ в маршрутизаторе, при этом увеличивается время восстановления работоспособности сети.

Техническим результатом от использования изобретения является обращение к внутренним ресурсам маршрутизатора, что позволяет уменьшить время реакции на восстановление работоспособности сети.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе работы маршрутизатора, заключающемся в получении пакета информации на один из двунаправленных портов коммутационной матрицы, управляющий автомат отправляет его через нулевой порт во внутреннюю конфигурацию на обработчик пакетов, где осуществляется расшифровка и отправка пакета информации по общей шине через мост и внутреннюю шину в модуль регистровой памяти для записи, и используется управляющим автоматом для коммутации пакетов. В этот момент контроллеру управления ТМ выставляется флаг о наличии изменения и номер измененной ячейки в ТМ, и после получения этих данных контроллер управления ТМ считывает новое значение ТМ из модуля регистровой памяти по общей шине через мост и внутреннюю шину, и записывает в соответствующую область энергонезависимой памяти для хранения и восстановления. При сбое в работе маршрутизатора контроллер управления ТМ считывает из энергонезависимой памяти последнюю, сохраненную версию ТМ, передает по общей шине через мост и внутреннюю шину, и записывает в модуль регистровой памяти ТМ.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема маршрутизатора.

Маршрутизатор содержит коммутационную матрицу (КМ) 1 с двунаправленными портами (1÷N) 2, одним из входов/выходов соединенную с управляющим автоматом 3, а другим с внутренним портом конфигурации 4, и энергонезависимую память 5. Внутренний порт конфигурации (ВПК) 4 содержит нулевой порт 6, одним входом/выходом подключенный к КМ 1, а другим к обработчику пакетов 7, который через общую шину 8 соединен с мостом 9, контроллером управления ТМ 10 и контроллером общей шины 11. Мост 9 по внутренней шине 12 соединен с входом/выходом модуля регистровой памяти 13, один из выходов которого соединен с контроллером управления ТМ 10, а другим с управляющим автоматом 3. Энергонезависимая память 5 входом/выходом подключена к контроллеру управления ТМ 10.

Маршрутизатор работает следующим образом.

Обмен пакетами выполняется через двунаправленные порты 2 коммутационной матрицы 1. Нулевой порт 6 используется для доступа к внутренним ресурсам маршрутизатора. Каждый пакет содержит логический адрес отправителя и получателя пакета. Задачей маршрутизатора является передача пакета с физического канала, на который поступает пакет, на физический канал, в соответствии с адресом назначения и согласно данных ТМ.

Управляющий автомат 3 производит постоянный опрос двунаправленных портов 2 маршрутизатора и при приеме пакета по заголовку обращается к ТМ, находящейся в модуле регистровой памяти 13, для обнаружения номера выходного порта.

При поступлении пакета через нулевой порт 6 на обработчик пакетов 7 выделяются адрес и данные для обращения к внутренним узлам ВПК 4 по записи и чтению. Информационный обмен между устройствами ВПК 4 выполняется через общую шину 8 под управлением контроллера общей шины 11 (например, шина АМВА).

По общей шине 8 возможно обращение к энергонезависимой памяти 5 через контроллер управления ТМ 10.

Через мост 9 по внутренней шине 12 возможно обращение к модулю регистровой памяти 13, в состав которой входят регистры управления, статусные регистры и регистровая память ТМ. Состояние ТМ в модуле регистровой памяти 13 передается в управляющий автомат 3.

При записи новых значений ТМ в модуль регистровой памяти 13 контроллеру управления ТМ 10 выставляется флаг о наличии изменения и номер измененной ячейки в ТМ. После получения этих данных контроллер управления ТМ 10 по общей шине 8 через мост 9 и внутреннюю шину 12 считывает новое значение ячейки ТМ и записывает в соответствующую область энергонезависимой памяти 5.

Способ работы вышеописанного маршрутизатора осуществляется следующим образом. В случае обращения к ТМ, при получение пакета на один из двунаправленных портов 2 коммутационной матрицы 1, управляющий автомат 3 отправляет его через нулевой порт 6 ВПК 4 на обработчик пакетов 7, где осуществляется расшифровка и отправка пакета по общей шине 8, через мост 9 и внутреннюю шину 12 в модуль регистровой памяти 13 для записи, и используется управляющим автоматом 3 для коммутации пакетов. В этот момент контроллеру управления ТМ 10 выставляется флаг о наличии изменения и номер измененной ячейки в ТМ. После получения этих данных контроллер управления ТМ 10 по общей шине 8 через мост 9 и внутреннюю шину 12 считывает новое значение ТМ и записывает в соответствующую область энергонезависимой памяти 5 для хранения. При необходимости изменения ТМ (изменения в процессе работы, вызванные сменой конфигурации оборудования, или при кратковременном пропадании питания) контроллер управления ТМ 10 считывает из энергонезависимой памяти 5 последнюю сохраненную версию ТМ и записывает ее в модуль регистровой памяти 13.

За счет хранения текущей версии ТМ в собственной энергонезависимой памяти 5 осуществляется высокая автономность работы как устройства, так и всей сети, в которую входит маршрутизатор. А хранение таблицы маршрутизации в модуле регистровой памяти 13 ВПК 4 позволяет уменьшить время обработки заголовка пакета информации.

1. Маршрутизирующий коммутатор, содержащий коммутационную матрицу (КМ) с двунаправленными портами, к которой подключены управляющий автомат и внутренний порт конфигурации, отличающийся тем, что дополнительно снабжен энергонезависимой памятью, при этом внутренний порт конфигурации содержит нулевой порт, одним входом/выходом подключенный к КМ, а другим к обработчику пакетов, который через общую шину соединен с мостом, контроллером управления таблицей маршрутизации (ТМ) и контроллером общей шины, мост по внутренней шине соединен с входом/выходом модуля регистровой памяти, один из выходов которого соединен с контроллером управления ТМ, а другой с управляющим автоматом, при этом энергонезависимая память входом/выходом подключена к контроллеру управления ТМ.

2. Способ работы маршрутизатора, заключающийся в получении пакета информации на один из двунаправленных портов коммутационной матрицы (КМ), управляющий автомат отправляет его через нулевой порт во внутреннюю конфигурацию на обработчик пакетов, где осуществляется расшифровка и отправка пакета информации по общей шине через мост и внутреннюю шину на модуль регистровой памяти для записи, и используется управляющим автоматом для коммутации пакетов, в этот момент контроллеру управления таблицей маршрутизации (ТМ) выставляется флаг о наличии изменения и номер измененной ячейки в ТМ, и после получения этих данных контроллер управления ТМ считывает новое значение ТМ из модуля регистровой памяти по общей шине через мост и внутреннюю шину и записывает в соответствующую область энергонезависимой памяти для хранения и восстановления, при сбое в работе маршрутизатора контроллер управления ТМ считывает из энергонезависимой памяти последнюю, сохраненную версию ТМ, передает по общей шине через мост и внутреннюю шину, и записывает в модуль регистровой памяти ТМ.

Изобретение относится к средствам для осуществления транзакции. Техническим результатом является повышение быстродействия при проведении международных транзакций для клиентов банка.

Устройство управления резервированной с помощью мажоритарных элементов системой // 2568392

Изобретение относится к современным пилотажно-навигационным комплексам (ПНК) летательных аппаратов (ЛА) и их бортовой аппаратуре и предназначается в основном для формирования сигналов управления резервированными с помощью мажоритарных элементов системами радиоавтоматики и системами автоматического управления ЛА.

Магистрально-модульная вычислительная система // 2564626

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании вычислительных систем повышенной надежности. Техническим результатом является повышение надежности работы системы.

Устройство для расчета размеров области вероятного нахождения цели // 2554534

Изобретение относится к технике автоматизированного управления войсками и может быть использовано в автоматизированных системах управления (АСУ) Войск воздушно-космической обороны (ВКО).

Устройство формирования систем двукратных производных нелинейных рекуррентных последовательностей // 2553057

Изобретение относится к обработке цифровых данных, а именно к технике формирования псевдослучайных последовательностей дискретных шумоподобных сигналов. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и сокращении аппаратных затрат по формированию систем двукратных производных нелинейных рекуррентных последовательностей (СДК ПНЛРП) разных длин, видов и подвидов (кодовых форм).

Способ, устройство и машиночитаемый носитель для проведения соревнования в режиме реального времени // 2547623

Изобретение относится к способам, устройству и машиночитаемому носителю для проведения соревнования в режиме реального времени. Техническим результатом является повышение надежности проведения соревнований в режиме реального времени между пользователями компьютерных устройств.

Цифровая вычислительная машина // 2547216

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат - повышение быстродействия и обеспечение унификации цифровой вычислительной машины (ЦВМ).

Способ трехуровневого управления и система для его осуществления // 2546567

Изобретение относится к области управления техническими средствами (ТС) и может быть использована для управления средствами различного назначения, например средствами охраны, связи, испытательной техники, защиты информации и др.

Способ создания многомерных градуировочных моделей аналитического прибора // 2541906

Изобретение относится к средствам создания градуировочных моделей измерительных приборов. Техническим результатом является повышение точности определения анализируемых свойств образца.

Сбоеустойчивая вычислительная система // 2541839

Способ обработки картографических данных // 2580335

Изобретение относится к области обработки картографических данных. Способ обработки картографических данных, включающий: отображение маршрута, содержащего последовательность транспортных сегментов, которая располагается между начальной и конечной точками на карте, анализ потенциальных мест отображения графических представлений, относящихся к индивидуальным транспортным сегментам в пределах последовательности для каждого уровня приближения карты, отображение объединенного графического представления соседних индивидуальных транспортных сегментов вместо обычных графических представлений индивидуальных транспортных сегментов при пересечении потенциальных мест для отображения графических представлений соседних индивидуальных транспортных сегментов и отображение объединенного графического представления на фрагменте упомянутой карты на упомянутом уровне приближения. Изобретение предоставляет возможность чёткого и удобного планирования маршрута. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система и способ определения режима работы светофоров на основе информации, получаемой с навигационных устройств // 2580428

Группа изобретений относится к системе и способу определения режима работы светофоров на основе информации, получаемой с навигационных устройств. Техническим результатом является обеспечение возможности определения режима работы светофора на основе информации о характеристиках передвижения навигационного устройства. Способ включает: получение сведений о множестве автомобильных дорог, причем сведения о множестве автомобильных дорог включают в себя сведения о местоположении по меньшей мере одного светофора из множества светофоров; анализ множества логов по меньшей мере одного навигационного устройства, содержащих информацию о характеристиках передвижения по меньшей мере одного навигационного устройства в по меньшей мере одной зоне по меньшей мере одного светофора, и основываясь на информации о характеристиках передвижения по меньшей мере одного навигационного устройства в по меньшей мере одной зоне по меньшей мере одного светофора, определение по меньшей мере одного режима работы по меньшей мере одного светофора. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.

Сигнатурное цифровое сглаживающее устройство // 2580452

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах и устройствах для сглаживания стационарных и медленно меняющихся случайных процессов. Техническим результатом является существенное упрощение устройства и повышение эффективности сглаживания. Устройство содержит сумматор, блок приращений из реверсивного счетчика и двух элементов И, блок управления режимом работы и блок формирования серий отклонений одного знака подряд. 2 ил.

Устройство отображения информации // 2584473

Изобретение относится к области автоматизированных рабочих мест операторов мобильных и стационарных пунктов управления автоматизированных систем управления различными объектами. Технический результат заключается в обеспечении минимального времени включения автоматизированного рабочего места АСУ, в том числе в неотапливаемых помещениях и отсеках, в условиях крайнего севера или арктической зоны при температуре окружающей среды от минус 65°C до минус 40°C. Устройство отображения информации содержит в корпусе процессор и устройство оперативной памяти, по меньшей мере, один дисплей с длительным временем включения с подключенным к нему блоком питания, приемник системы спутниковой навигации с антенной, клавиатуру, электроразъемы, также содержит процессорный модуль, в состав которого входят процессор и устройство оперативной памяти, содержит кросс-плату, к которой через электроразъемы подключены процессорный модуль, блок питания, приемник системы спутниковой навигации с антенной, клавиатура, модуль видеоконтроллера и модуль ввода-вывода, а также подключены электроразъемы через блок фильтров, а также содержит, по меньшей мере, один дисплей с коротким временем включения с подключенным к нему блоком питания; внутри дисплея с коротким временем включения и дисплея с длительным временем включения установлены датчики температуры, выходы которых подключены к кросс-плате, на лицевой поверхности дисплеев выполнены кнопочные обрамления, выходы которых связаны с модулем ввода-вывода. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Защищенная компьютерная система с архитектурой "клиент-сервер" для интерактивных приложений // 2586008

Изобретение относится к системам с архитектурой типа "клиент-сервер" для графических приложений, то есть для отображения данных в форме модулей программного обеспечения, называемых "виджетами", на экранах дисплеев, называемых "устройствами отображения". Техническим результатом является обеспечение надежности системы. Система предназначена для того, чтобы управлять функционированием машины, при этом машина включает в себя человеко-машинный интерфейс, обеспечивающий возможность взаимодействия с виджетами, причем упомянутая система управляет критическими данными или функциями. Компьютерная система в соответствии с изобретением включает в себя подсистему защиты, управляющую целостностью отображения критических виджетов, отправкой команд, которые выполняются посредством человеко-машинного интерфейса, вводом и отображением критических данных. Основные функциональные возможности этой подсистемы защиты представляют собой использование "сигнатур" компьютера, предоставление схем "обратной связи" и использование механизмов защиты или специализированных диалоговых окон подтверждения. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.

Способ динамического управления параметрами сети связи в признаковом пространстве // 2597457

Предлагаемое техническое решение относится к области телекоммуникаций и может быть использовано для анализа состояния защищенности, мониторинга и управления безопасностью автоматизированных систем, являющихся элементами сети связи и автоматизации, в условиях информационно-технических воздействий. Техническим результатом изобретения является повышение защищенности сети связи от информационно-технических воздействий путем динамического изменения параметров элементов сети связи в признаковом пространстве, мониторинг признаков и (или) действий злоумышленника по вскрытию сети связи и воздействию на сеть связи, а также повышение достоверности оценки эффективности использования ресурсов вскрытия и воздействия злоумышленника при информационно-технических воздействиях на сеть связи. 7 ил.

Устройство для вычисления функций // 2602674

Изобретение относится к устройству для вычисления функций. Технический результат заключается в повышении достоверности информации. Устройство содержит схему управления, блок сдвига, компаратор, сумматор, счетчик искомого угла, блок умножителей, генератор импульсов, цифровой функциональный генератор, элемент ИЛИ, регистр нормализации результата и блок размерности результата , состоящий из регистра метрологической константы, блока элементов И, накапливающего сумматора с разрядом переполнения. 1 ил.

Способ подключения и автоматической настройки автомобильных устройств с модулем wi-fi // 2608477

Изобретение относится к автомобильной промышленности, в частности к системам и способам автоматической настройки автомобильных устройств. Технический результат заключается в ускорении работы за счет упрощения настройки автомобильных устройств при подключении к бортовому компьютеру или мобильному устройству управления. Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе подключения и автоматической настройки автомобильных устройств с модулем wi-fi при помощи мобильного устройства модуль беспроводной связи мобильного устройства переводят в режим «инфраструктура» и создают точку доступа с необходимыми для автоматического подключения автомобильного устройства параметрами подключения, затем на мобильном устройстве принимают на точку доступа запрос на подключение автомобильного устройства и производят его подключение, после чего на мобильном устройстве получают сетевые настройки для автомобильного устройства и применяют данные сетевые настройки на автомобильном устройстве. 8 з.п. ф-лы.

Устройство контроля возникновения перемещения частей конструкций сооружения // 2609746

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в устройствах по определению возникновения перемещений конструкций сооружения относительно друг друга. Технический результат – определение возникновения относительного перемещения конструкций сооружения. Устройство контроля возникновения перемещения частей конструкций сооружения, включающее лазер, отражающие зеркала, фиксированные на контролируемых частях конструкции сооружения, корректирующий отражатель, параллельно расположенные зеркала, фокусирующую линзу, светочувствительную матрицу, аналого-цифровой преобразователь, компьютер, при этом в качестве чувствительного элемента появления перемещения частей сооружения используется система зеркал и светочувствительная матрица, изменение взаимного расположения любого элемента системы приводит к изменению положения светлого пятна на светочувствительной матрице, что и свидетельствует об изменении пространственного положения контролируемых частей конструкции. 1 ил.

Устройство для решения задачи о назначениях // 2613523

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для получения точного решения задачи о назначениях. Технический результат заключается в повышении точности работы устройства за счет оптимизации решения задачи о назначениях в двух вариантах постановки задачи нахождения оптимального решения. Устройство содержит группу из m счетчиков 31…3m, группу дешифраторов 41…4m, группы регистров, группы триггеров, группы сумматоров, группу шифраторов. Введение группы вторых шифраторов, элементов И, ИЛИ и схемы сравнения обеспечивает возможность работы в двух вариантах постановки задачи нахождения оптимального решения. 1 ил.