Устройство для коммутации сообщений в сетях передачи данных Советский патент 1989 года по МПК G06F15/173 

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

Цель изобретения - повьшение пропускной способности за счет сокращения объема передаваемой служебной информации.

На фиг.1 показана схема устройства для коммутации сообщений в сетях передачи данных; на фиг.2 - схема распределителя импульсов.

Устройство для коммутации сообщений в сетях передачи данных содержит первый регистр 1, сумматор 2, схему 3 сравнения, первый элемент И 4,,

шестой регистр 5, вторую группу 6 элементов И, первый элемент ИЛИ 7, второй элемент И 8, пятьм регистр 9, первый дешифратор 10, распределитель II импульсов, первую группу 12 элементов И, второй регистр 13, элемент 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, делитель 24 частоты, второй счет- чнг- 25 числа знаков, второй элемент ИЛИ 26, четвертый регистр 27, элемент И 28, генератор 29 тактовых импульсов второ триггер 30, пятый элемент

QI

ю ю ю

со

ISD

I И 31, шестой элемент И 32, третью группу 33 элементов И, шифратор 34, первьй четвертый управляющие

входы 35 - 38, вход 39 запуска, ин : формационный вход 40 и информационный ; выход 41,

I 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 1 1 импуль° сов записана 1, счетчики находятся в нулевом состоянии, триггер 23 в нулевом состоянии (с выхода снимается низкий потенциал), а триггер 30 - в единичном состоянии (с первого хода снимается высокий потенциал)

При подготовке к работе в устройство по входу 35 вводится суммарный код номеров, пройденных ранее сообщением узлов коммутации сети, которьй в виде кодового слова А записывается в регистр 1, одновременно по входу 36 вводятся коды тех узлов коммутации, которые допустимы как транзитные для (Прохождения сообщения от рассматриваэто же время на выход сумматора 2 выдается код числа Е А Л В , который 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 схе му 3 сравнения от генератора 29 тактовых импульсов через открытый элемент И 28, Если в результате поразрядного сравнения , то с выхода схемы 3 сравнения выдается низкий потенциал, свидетельствующий о том, что число В на предыдущих этапах передачи сообщения по сети участвовало в формировании суммы А, т„е, сообщение уже однажды обслуй ивалось на узле В , Б противном случае (EfA) на выход схемы 3 сравнения выдается высокий потенциал Кроме Toroj импульс тактовой частоты поступает на блок 22 сравнения, з котором сравниваются числа С и De Если D C,j то на выходе блока 22 появляется потенциал, в про тивном случае на выходе появляется низкий потенциал. Таким образом,, если одновременно выполняются условия и D С, то высокими потенциалами со

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.

емого устройства коммутации до адреса-: д схемы 3 сравнения и блока 22 сравнения

получателя сообщения,, по входу 37 вводятся коды числа сообщений зо входных буферах соответствующих узлов коммутации, по входу 38 код максимально допустимой нагрузки Коды допустимых узлов коммутации в виде последовательности кодовых

35

значение первого счетчика 15 узеличи- вается на единицу и через открьгтые : элементы И 4 и 8 в первые части регис тров 5 и 9 записьшаются коды Е и В соответственно. Еслм хотя бы одно из этих условий не выполняется; значение счетчика не изменяется и элемент И 4 и 8 остаются закрытыми« Далее задержан ным в элементе 17 задержки сигналом тактовой частоты осуществляется сдвиг вправо кодовых слов в регистрах i 3 и 195, т.е. если раньше были записаны слова

слов в

В

г

Б; записываются

40

значение первого счетчика 15 узеличи- вается на единицу и через открьгтые : элементы И 4 и 8 в первые части регис тров 5 и 9 записьшаются коды Е и В соответственно. Еслм хотя бы одно из этих условий не выполняется; значение счетчика не изменяется и элемент И 4 и 8 остаются закрытыми« Далее задержан ным в элементе 17 задержки сигналом тактовой частоты осуществляется сдвиг вправо кодовых слов в регистрах i 3 и 195, т.е. если раньше были записаны слова

Э J оке, - 5- 1 i V ;, - С -;

ТО теперь там останутся ф ,, Е ;;, .,, В

45

и (/) 3 С

С.

в регистр 13, коды числа сообщений в виде последовательности С, С, ..., С; В регистр 19, код максн™ мальной нагрузки в виде числа D - в регистр 27. Разрядности чисел А и Bi, 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,, т.е. 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 - в регистры 5 и 9. Приватом каждый раз

„55

ся управляющий высокий потенциал.

30

Далее с пpи:xoдo.з каждого импульса тактовой частоты произБодится гфовер- ка условий:

Е А Л ВЛ

Е т А V I 2, 3, , i

D С, J

Б том случае, если условия вьтолня- ются, значения Е и В записываются

значение счетчика увеличивается на единицу, что обеспечивает запись (за счет дешифратора 16) значений кодов Е и В| в свободные части регистров.

которьш устанавливает в единичное

состояние триггер 23;, сигналом

с которого открывается элемент И 8,

5

0

значение первого счетчика 15 узеличи- вается на единицу и через открьгтые : элементы И 4 и 8 в первые части регис тров 5 и 9 записьшаются коды Е и В соответственно. Еслм хотя бы одно из этих условий не выполняется; значение счетчика не изменяется и элемент И 4 и 8 остаются закрытыми« Далее задержан ным в элементе 17 задержки сигналом тактовой частоты осуществляется сдвиг вправо кодовых слов в регистрах i 3 и 195, т.е. если раньше были записаны слова

Э J оке, - 5- 1 i V ;, - С -;

ТО теперь там останутся ф ,, Е ;;, .,, В,.

5

и (/) 3 С

С.

в регистры 5 и 9. Приватом каждый раз

0

Далее с пpи:xoдo.з каждого импульса тактовой частоты произБодится гфовер- ка условий:

Е А Л ВЛ

Е т А V I 2, 3, , i

D С, J

Б том случае, если условия вьтолня- ются, значения Е и В записываются

значение счетчика увеличивается на единицу, что обеспечивает запись (за счет дешифратора 16) значений кодов Е и В| в свободные части регистров.

51522232

Как только код последнего транзитного узла В; просмотрен и двинут из

регистра, на его выходах будут, все и высоким потенциалом с выхода

О

элемента ИЛИ-НЕ 14 будет запущен формирователь 20 импульсов, сигнал с которого обнулит счетчик 15, регистр 1 и установит триггер 23 в нулевое состояние, что запретит прохождение импульсов тактовой частоты на схему 3 сравнения и блок 22 сравнения.

Кроме того, сигнал с выхода формирователя 20 импульсов разрешит дешифрацию номеров транзитных узлов, записанных в регистре 9, и запустит распределитель 11 импульсов. Дешифратор 10 по номеру узла коммутации определяет номер направления передачи сообщения.

-

На тех выходах дешифратора 10, номера которых соответс;твуют найденны кодам допустимых для передачи транзитных узлов сети передачи данных, появ ляются высокие потенциалы, которые подготовят к открытию соответствующие элементы И 12. Распределитель П импульсов выдает по одному из своих выходов, номера которых соответствуют номерам выходов дешифратора с высоким потенциалами, сигнал, которьй открывает элемент И 12 выбранного направления передачи сообщения.

Cooбщe иe с информационного входа 40 устройства через открытый сигналом от 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 подсчитьгоает. число вбщанных 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 О, В результате этого элемент И 32 закроется, а .элементы И 31 и 21 откроются. Этим подготавливается запись в заголовок сообщения, передаваемого в выбранное направление, нового значения кода (числа Е) пройденных сообщением узлов коммутации. Запись производится следующим образом.

6

10

20

25

. |5

м и

В соответствии с сигналами на выходе распределителя 11 шифратором 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 номер этого блока соответствует месту записи номера выбранного для 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 регистру 5 - им соответствующие суммарные коды пройденных узлов АЛЗ;АЛ5|АА8;АЛ9,а распределителем i1 выбран для дальнейшей передачи узел номер 8. Тогда высокий потенциал появляется на выходе третьего элемента И 33 третьей группы, что обеспечивает считывание через вторую группу элементов И 6 значения 30 суммарного кода пройденных узлов АЛ I А 8.

Суммарный код пройдоннык узлов за писывается в заголовок сообщения через элемент. ИЛИ 7 и открытый элемент И 31 .-, jr Чтение кода из регистра 5 обеспечивается импульсами от генератора 29 через открытьш. элемент И 21 , При этом дел.ч тель 24 частоты обеспечивает согласо вание скорости считывания из регистра 40 5 со скоростью передачи информации в выбранном направлении для передачи сообщения.

После того, как запишется в заголовок сообщения весь код, счетчик 25 45 числа знаков выдает высокий потенциал по второму выходу, который устанавливает триггер 30 в единичное состояние, в результате чего создаются уело ВИЯ для продолжения выдачи сообщения, 50 обнуляет счетчик 25 и через элемент 18 задержки обнуляет регистры 5 и 9.

После этого устройство готово к началу обслуживания следующего сообщения .

55 Распределитель 1I импульсов обес- пе jaeT выбор одного из найденных, допустимых направлений передачи. Это осуществляется следующим образом (фиг.2), На входы распределителя.

номера которых соответствуют номерам допустимых для передачи данного сообщения направлений связи, поступают высокие потенциалы, которые подготав ливают 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, Пр первом же совпадении двух единиц на входах схемы сигналом с ее выхода через элемент ИЛИ 46 триггер 47 уста навливается в О и продвижение единицы по регистру 42 прекращается. Сигнал с выхода элемента И 45 являет

ся разрешающим для передачи сообщени 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 рещение позволяет рас пределять сообщения в различные допустимые направления даже в том случае, если для нескольких сообщени используются одни и те же статически маршруты передачи. Это дает возможность распределять потоки сообщений сети передачи данных, исключая не-: оправданные перегрузки отдельных направлений (узлов коммутаций) сети.

Приме р. Сообщение, передаваясь от отправителя до получателя, проишо узлы коммутации с номерами 2 и 5 и попало на рассматриваемьй - узел с номером 8.

На узле номер 8 для выдачи этого сообщения могут быть использованы узлы коммутации с номерами 2, 3, 6. Предположим, что число сообш.ений во входных буферах этих узлов меньще 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 суммато ре 2 получают:

Е, А 2 0010010010;

Ел А Л 3 0010010110;

0

5 0

Q

5

5

E.J А Л 6 00101 10010, так как Е, А , Е т А и Е i А, то в регистре 5 записьшаются Е, Е, а в регистре 9 3, 6.

Допустим, что распределитель 11 импульсов укажет для дальнейшей передачи узел коммутации номер 3, в этом случае сообщение выдается в соответствующее направление передачи на этот узел и в его заголовок записывается код Е. На последующих узлах коммутации процедура повторяется.

Формула изобретен ия

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, формиров.атель импульсов, первый дешифратор, распределитель . импульсов, первую группу элементов И, генеоатор тактовых импульсов, причем (Первый, 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 регист™ ра, с входом разрешения первого дешифратора и входом запуска распределителя импульсов, выход перво го элемента задержки подключен к вхбдам 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, первьй информационный выход второго регистра соедит нен с вторьш входом второго элемента И, выходы второго регистра подключены поразрядно к входам элемента , 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, выходь которого

подключены к входам номера допустимого направления распределителя импульсов и к первым входам элементов И первой группы, выходы распределителя импульсов соединены с вторыми входами элементов И первой группы, отличающееся тем, что, с целью повышения пропускной способности за счет сокращения объема передаваемой служебной информации, в него введены румматрр, шестой регистр, вторая и третья группы элементов И, шифратор, первьш и второй элементы ИЛИ, с третьего по шестой элементы И, первый и второй счетчики, второй дешифратор, второй элемент задержки, делител частоты, первьй и второй триггеры, причем выходы первого и второго регис тров подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен с вторым вхо дом схемы сравнения и с вторым входом первого элемента И, выход схемы срав нения соединен со счетным входом пер- вого счетчика, выход блока сравнения соединен с информационным входом первого счетчика, выход формирователя импульсов подключен к входу сброса первого триггера, входу сброса перво го счетчика, выходы которого соеди™ нены с информационными входами второг дешифратора, выходы которого подключены к вторым информационным входам пятого и шестого регистров, выход первого элемента И соединен с первьт информационным входом шестого регистра, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элемен тов И второй гр1уппы, вход Запись- чтение шестого регистра соединен с выходом третьего элемента И, входы сброса пятого и шестого регистров подключены к выходу второго элемента задержки, выходы пятого регистра

Дизъюнктивный код

о о

О О О О О О О 1

О

о о о о о о о 1 о

о о о о о о о 1 о

.0

о о о о о о

о о о

о о о о о 1

о о о о

о о о о 1

о о о о о

10

15

ь 20 ( 25 Q .„

35

40

соединены с первыми входами соответ- ctвyющиx 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 строби рования блока и схемы сравнения, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом четвертого элемента И и через делитель частоты с первым входом третьего эдемен - та 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 подклгочен к первому входу второго элемента ИЛИ, Г рямой выход второго соединен с вторыми входами третьего и пятого элементов И, выход которого подключён к BTopo jy входу второго элемента ИЛИ, выход ко торого соединен со счетным входом второго счетчика и с третьими входа- , мн 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.

о о о о о 1

о о о о

о о о о 1

о о о о о

о о о 1

о о о о о о

о о 1

о о о о о о о

о

о о о о о о о

1

оо

о

о

о

о

о

о

о

Q

Фив. i

i L

f

f45

1

3

4

:(