[发明专利]交换路由系统

说明书

本发明涉及一种数据通信网路系统，特别是一种以高速ATM信元交换为基础、并能有效地处理ATM及以太网通信的高性能交换路由系统。

随着通信技术的发展，用户在质量和数量方面都提出了多样化的服务要求。不但要求提供像音响和图像那样的连续模拟信息的服务，还要求提供像文件传输那样的高速数据通信及具有可变位率的实时映像通信等服务。为此要求有一种通信网对这些爆发性的服务能在同一的一个链路上给予提供。

ATM方式的宽带综合信息通信网(Broadband ISDN)就是为实现这一目的而产生的一种典型的通信方式。

随着与因特网相关的服务和需求剧增，要求用一些新的技术方式来实现经济而又高效的因特网。这里有两个典型的这种因特网。一是基于以往的以太网技术而建立的高速近距离数据通信网(局域网)；另一个是为了在因特网上适用ATM方式的长处而建立的，基于ATM技术的高速近距离数据通信网。

为提高因特网的服务水平在建网的过程中出现了一种迹象，那就是以太网方式的通信网和利用ATM方式的通信网这两者需要相互共存。这两种方式正处于互相竟争的关系而且各自在不断的开发新技术，发展自己的长处，改进短处，以期寻求新一代的高速近距离通信网。

另外到目前为止在同一个LAN网内的数据通信量远大于LAN网与网之间的比重，但是，随着与因特网相关的服务和需求的剧增，使得这一状况发生了很大的变化，即LAN网与网之间的通信比重远远地超出了网内通信的比重

这种变化在建立通信基础设施时使得用以连接LAN网与网之间的路由器功能的进程中形成一个所谓的瓶颈现象。这种路由器的瓶颈现象成了一种障碍，难以使所有的LAN网连成一个广域的通信网，以期提高因特网的服务水平。

为了克服这种路由器的瓶颈现象，正在开发一种相关的技术，这就是一种能提供高速交换路由选择功能的交换路由系统；同时开发一种包含在路由选择功能的第三层功能高速处理方法。

在以往的高速交换平台(Switching platform)中，作为代表性的技术有ATM信元交换技术和以太网包交换技术等。一般认为固定长度的信元交换方式可以获得高速交换性能。

以往第三层功能的高速处理方法有将协议处理功能用硬件来实现的方法(Wirespeed)和利用MPOA(ATM多协议规范)或MPLS(标号交换多协议规范)等新协议的方法。前者方法是随带宽的提高而难以实现，而且价格也随着增高，为此很难期待能持续得到发展；后者，则有将所有的装置都得包含新协议的问题。

一般，以太网通信的第三层处理采用前者方法；而对ATM通信则采用后者的方法。另外，一般在小规模的LAN网中采用前者方法而在大规模网中使用后者的方法。在中规模校园网或企事业网中上述两种情况大都共存。在这种情形下，能提供一种高性能路由功能的交换路由系统会在建立高质量因特通信网方面起到核心作用。该系统基本上包含以ATM信元交换为基本平台的高性能交换功能，并同时容纳ATM通信和以太网通信，而且对以太网及局域网仿真ATM通信提供高性能的路由功能。

图1示出一般交换发送程序系统的结构图。上述的一般交换发送程序系统是由交换单元(110)，入网连接单元(120，130)，包含第三层功能的路由选择单元(140)以及控制管理处理机单元(150)等构成。

上述交换单元(110)和上述入网连接单元(120，130)是通过交换端口(160)相连；上述控制管理处理机单元(150)将通过系统控制管理数据的收发信通道去利用上述的交换端口；另外，还可以去利用处理机之间的通信通道(170)。上述路由选择单元(140)也可以借上述交换端口(160)通过上述交换单元(110)或者利用上述处理机之间的通信通道(170)同上述入网连接单元(120，130)进行通信。

一般，如图1所示，以往的交换发送程序系统采用一种用户数据(User Data)与控制数据(Control Data)路径相分离方式的结构。图1中EP为嵌入处理器；SAR表示分段与再汇编；L3表示第三层处理功能中的转发功能。

图2为分布结构形态交换发送程序系统的结构图。该系统在以往的各入网连接单元中含有第三层处理功能。上述分布结构形态交换发送程序系统由交换单元(210)，入网连接单元(220，230)以及路由服务单元(240)等构成