[发明专利]交换设备中的高效报文交换

说明书

技术领域

本发明一般地涉及分组/信元交换设备中的报文的交换。对报文交换进行优化以高效地交换小报文，并且与分组/信元交换完全分离地执行报文交换。

背景技术

一般的交换设备的输入和输出单元分别连接到位于交换设备内的分组/信元交换元件的输入和输出链路。到来的分组/信元以分组和/或信元格式通过分组/信元交换元件从输入单元交换到输出单元。典型的分组格式是具有32-10000字节的典型大小范围的可变大小的帧，且典型的信元格式是具有32-80字节的典型大小范围的固定大小的帧。

交换设备的输入和输出单元还可能需要用于在输入和输出单元之间高效地交换报文的装置。该报文一般用于分布与分组/信元输入/输出单元排队状态、分组/信元交换/调度信用(credit)、分组/信元流量控制命令以及分组/信元控制表状态信息有关的信息。这些报文一般在2-16字节的范围内，小于典型的最小分组和/或信元大小。而且报文可从输入单元交换到输出单元，反之亦然，而分组/信元一般仅从输入单元交换到输出单元。

分组/信元交换元件一般被优化以交换具有最小大小32-80字节的分组和/或信元，因而对于交换较小的报文是低效的。该低效的一个原因是每个分组/信元单元所需的交换头部在大小上可与报文本身相当。分组/信元交换元件还可将报文的大小填充至最小分组/信元大小，而这也降低了分组/信元交换元件当用来交换小报文时的效率。下列情况也可成为问题：当报文和分组/信元一起通过分组/信元交换元件交换时，报文对分组/信元交换吞吐量产生影响且反之亦然，且这对于报文和分组/信元导致了非确定性的交换性能。

在美国专利公开No.2003/0103501中所说明的一个方案使用集成在交换元件内的分离的环元件(ring element)以将通过交叉开关(crossbar)而交换的业务数据(traffic data)(分组/信元)与较小的报文分离。该环元件通过连续地连接相邻的交换元件链路而构造，形成用于从输入链路，连续地通过中间链路向目的地输出链路传送报文的环。该方法的缺点是尽管报文和业务数据(分组/信元)使用交换元件内部的分离的交换资源，但是当它们分别向交换元件传送以及从交换元件传送时共享交换元件输入和输出链路。该结构意味着报文对业务数据(分组/信元)的交换产生影响且反之亦然，这对于报文和业务数据(分组/信元)可导致非确定性的交换性能。

在美国专利No.5,703,875中所说明的另一方案使用在交换元件内的分离的排队资源以将较长的数据报文与短的控制报文分离。各输入链路具有分离的输入队列资源以分离短报文和长报文，且所有报文使用相同的交叉开关元件来交换。该方法的缺点是尽管报文和业务数据(分组/信元)使用交换元件内的分离的队列资源，但是当它们分别向交换元件传送以及从交换元件传送时共享交换元件输入和输出链路，还共享相同的交叉开关元件。该结构意味着报文对业务数据的交换产生影响且反之亦然，这对于报文和业务数据(分组/信元)可导致非确定性的交换性能。

发明内容

本发明的至少一个方面在分组/信元交换设备内执行与分组/信元交换完全分离的的高效报文交换。

根据本发明的一个方面，提供一种方法，该方法在包括多个输入单元、分组/信元交换元件、报文控制器和多个输出单元的交换设备内传递分组/信元和报文。该方法包括在多个输入单元和输出单元中的一个生成报文，该报文的目的地为输入和输出单元中的另一个。该方法还包括经由报文控制器以及经由专用于报文传递的多个链路中的一个，从多个输入单元和输出单元中的一个向输入单元和输出单元中的另一个传递报文。该方法进一步包括从输入单元中的一个向报文控制器输出分组/信元调度请求命令，该分组/信元调度请求命令使用在交换设备内的专用于报文传递的多个链路中的一个从多个输入单元中的一个向报文控制器传递。该方法更进一步包括在报文控制器接收分组/信元传递调度请求命令，由报文控制器判断何时允许传递分组/信元，并且通过在专用于报文传递的多个链路中的一个或另一个上，从报文控制器向多个输入单元中的一个输出分组/信元数据确认命令来通知多个输入单元中的一个。该方法还包括通过使用专用于分组/信元传递的多个链路中的一个，从多个输入单元中的一个向分组/信元交换元件输出分组/信元。