[发明专利]动态同步传输模式网络中的碎片整理方法和装置

说明书

本发明涉及用于增大DTM(动态同步传输模式)网络的网点中自由令牌的平均块长度的碎片整理方法和构局。

通信产业和学术界在不断地开发新的高容量的通信网络和协议。这样的开发是频繁变化的，并且对于把实时音频、视频和异步通信服务集成到应用中的应用开发者而言新的结果是重要的。可以在各种网络访问终端上得到这些应用。终端充当网络主机并且几乎可以是任何一种电子设备，包括小型电话机或小型电视机、多媒体工作站以及数百万美元的超级计算机。各种主机的处理能力的数量级以及通信通信量的要求各不相同。当前这些完全不同的要求反映在独立网络分类上。每种网络类别最适用于其特定的通信量和应用。有线电视网络采用单向广播网络，其中其容量被划分成传送视频的固定尺寸的子信道。电话网络只采用保证吞吐量以及严格控制延迟变化的64千比特／秒的双工电路。例如因特网的计算机网络通过无连接的包交换提供大量的并行网络话路。计算机网络还采用统计复用设备以便有效地利用链路。用于移动系统的基干网络为了动态跟踪所有的现用终端需要附加的控制(或信令)能力。

在当今这样广泛的并且将来还要扩大的应用下，不可能为新的服务种类持续发明新的(有时是全球的)网络和新的终端接口。替代地，需要开发支持现有通信量及新通信量的综合通信量网络。这种网络的总体目标是全球范围性以及为使成本最低而最大地共享昂贵的网络部件。光传输技术已显示出可以在足够低的价格上提供必需的链接能力，从而使综合通信量网络成为一种现实的解决方案。

但是，具有更高容量的新的综合光网络会带来当今更专用的以及性能较低的网络中未经受的新问题。首先，当网络容量增大并且仍因光速限制而存在信息传输等待延时时，增加带宽延迟的产品将更需要使用户的通信量和第三方的网络通信量相隔离的机制。例如，电话通话不应该受到另一个用户打开高容量视频信道的影响。其次，要在增大的正在传输的信息量下使应用和协议可靠地运行，以便得到网络容量增大的好处。这在网络中将导致更大的猝发串和更大的事务处理。

采用诸如IP(因特网协议)的无状态包交换协议的现有网络已变成是特别大规模的。这种网络已经从70年代中期只把几台DARPA(高级国防研究计划局)研究计算机连成小网络进化到当前全球处处存在的因特网。在因特网中把诸如CSMA／CD(载波侦听多重访问／冲突检测)、令牌环和FDDT(光纤分布数据接口)的共享媒体LAN(局域网)用作由路由器和网桥连接的简单构件。易扩充、低网点递增成本以及对故障网点的容忍的结合产生简单、灵活和可靠的网络。此外，共享媒体允许有效地应用诸如IP多点播送的新多点播送协议。

共享媒体的缺点在于，一般它在任何时刻只允许单个终端发送，不能有效地利用网络的所有部分。可以设计允许重用媒体容量的方法，但这通常是以复杂的高速访问控制硬件为代价的。共享媒体的访问控制机制还强烈依赖于网络的大小并且一般仅对局域环境是有效的。

两种主要类型的网络是用于电话的面向连接的电路交换网络和以因特网为例的无连接的包交换网络。当为数据通信采用电路交换网络时，在信息猝发串之间需要保持线路是接通的，从而浪费网络的容量。出现这个问题是因为和用户请求的动态变化相比电路管理操作过慢。电路交换网络中的另一个开销源是对所需的对称双工信道的限制，当信息流是单向的时这将带来100％的开销。这种限制还造成多点播送电路是难以实现的并且是低效的。相反，无连接的包交换网络缺少资源保留，在传输前必须对每条报文增添报头信息。此外，在无连接的包交换网络中不能准确地预测等待时间，并且由于缓冲器溢出或者报头损坏甚至会丢失包。后两个因素使得难以支持实时通信量。拥塞防避机制可以隔离不同用户的通信量流。但是，这些方法限制了时间尺度上可和往返包延迟相比的运行。

为了解决上述的问题，通信界集中于对ATM(异步传输模式)的开发。ATM是为LAN和众多未来的公用网络提出的。CCITT(国际电报电话咨询委员会)还采用ATM作为B-ISDN(宽带综合通信量数字网)中的传输标准。ATM网络是面向连接的并且和电路交换网络一样建立信道，但是采用用于信息传输的称为信元的小的固定长度的包。ATM的包交换性质意味着这种网络需要例如缓冲器资源管理程序和链路调度程序这样的新机制，以便建立用于连接(如虚拟信道／通路)的实时保证。