用于同步网络的装置和方法制造方法及图纸

提供用于网络路由的装置和方法。公开能在电路交换节点的分层体系中快速进行连接建立和释放的同步网络。网络中的节点根据允许动态帧和帧段调整大小的变换算法进行数据的集合和分解。通过成对连接根据控制矢量对网络内的连接进行集合和分解。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[I]本申请涉及网络和通信控制。
技术介绍
[2]大型数据网络的高层结构已达成共识，该共识在可预见的未来不太可能改变。 该结构已经由能够从ー个计算机向另ー个计算机转发消息和文件演化为可从全球任何源向任何目标携带任何类型数据进行传递的成熟结构。目前该结构得到一致认可并且存在不止一种实现形式(例如ATM和MPLS)，需要找到比现存数据率更高的新方法和装置来低延迟、可靠地传输比特数据。本申请公开了达到这些目标的若干方法和装置，并注重简化、低成本和低功耗。[3]开始于二十世纪七十年代早期，有两种采用数字技术以克服模拟电话和电报局限的途径。ー种是建立注重更高质量数字化语音的数字电话网络；另ー种是建立以质量为代价的强调可靠性的基于存储和转发分组交换(packet switching)的数字数据网络。分组交换因其灵活性和巨大投资以改善质量并相比于语音网络保持的灵活性而盛行。在数字语音方面的努力已逐渐过时，而分组交换途径由于基于很久以前制定的结构和实现方式而具有一些严重的局限。[4]四种基本网络方法需要从根本上进行检查以重定义相比较于现有网络环境的未来网络能力，这些方法是 1.数据封装方法 2.数据交换方法 3.分组缓存方法(Packetbuffering methods) 4.流量路由方法(Trafficrouting methods) [5]第一个方面，数据封装，描述了将数据分割成置于共享容器中可从一点传输到另ー点的単元的方法。数据源可为计算机、电话、照相机、麦克风、传感器，或只要其为数字形式的其他设备。[6]在数字语音网络中，数据封装是很受限制的。这些数字语音网络基于数字时分复用体系(digital time division multiplex hierarchy)中的“ノV位位组”(octets)。如所实现的，这些网络具有操作数据流的有限能力，这已被现存电话公司以语音为中心的网络所证实。以数据为中心的网络从语音网络中分离演化而来。这些以数据为中心的网络通常将数据封装成包(packets)。分组复用过程(Packet multiplexing)向姆个源数据片段添加信息，识别源和目标位置加上其他信息。添加的信息可包括服务类型、数据格式细节、错误探测和修正，以及诸如网络控制的其他目的。換言之，封装涉及添加“报头”(headers)，“选项”(options),“错误控制”(error control),以及其他參数。数据封装扩展至作为分组协议标准方法一部分的协议“层”(layers)。每个层具有名称(例如，链路，网络，传输，等等)。这就要求附加的报头和其他信息。在网络中包含协议层通常会造成长包(longerpackets)。因此，这些层经常使用超出传输数据需要的大量带宽开销。[7]在基于分组(packet-based)的网络中，使用报头的数据封装是需要的；但这种方法带来了几个困难。一个是由所需要的包开销(packet overhead)带来的带宽需求。另ー个是以来自诸如数字化语音等数据率相对较低的源的比特数据填充包缓存(packetbuffer)时所需要的延迟。封装声音的过程需要数十毫秒以避免发送短语音包所需要的更大的报头带宽。另外，路由器内需要包缓存来平滑可带来延迟变化和抖动(jitter)的通信流量。另ー个困难是，即使包头(packet header)中只有一个比特错误都可导致错误的分发和/或包的丢弃。其后果是服务的中断以及数据丢失，数据丢失可导致延迟及在路由器中的大量处理以重新转发被丢弃的包。按照导致现今网络工作方式的思路进行推理可以引出这样的问题，“将数据封装进包是个很好的想法，但是否有一种途径，能够以小到象一 个比特位的短脉冲转发封在包内的数据而不依靠在每个交换节点读取每个包的报头、标签(label)或标记(tag)呢？ ”读取标记比读取包头快很多，但可做改进。本申请公开了使用短时分巾贞(short time-division frames)的简单电路交换以克服这些限制的方法。[8]第二个方面，交換方法，在语音网络中是颇为简单的，但是其封装方法限制了在数据网络中的使用。在数据网络中，使用异步交换方法(asynchronous switchingmethods)从ー个目标到另一个目标转发包对于通过统计时分复用(只要基本过供应带宽存在)保证信息传递是个突破。这些方法保证网络中从源到目标在传输设施故障或在危险操作条件下的传输。它们还保证比现存通过静态时分复用更有效率的对可用带宽的使用。但是，四十年前常见的情形现今并不常见。将统计复用和静态时分复用进行比较是“证明”分组超过电路交换好处的流行方式。这忽视了若正确设计时分复用可极端动态的前景。这些设计将在本申请中呈现。[9]异步交换解决了工程化用于语音服务的同步网络的限制。不幸的是，该结论现在已变成电路交换对于当前和将来的网络不可用的传统エ业知识的僵化判断。该感知是从电话エ业业界的该技术缺乏灵活性而得来的，而并非从本申请公开的电路交換的现实可能性得来的。[10]过去，时分复用在几个方面受到限制。一个是将高数据率连接以整数形式分割为若干个低数据率连接的自然限制。另ー个是为电话建立的电路连接在电话的持续期间保持连接状态；而现存没有用于处理突发数据的将电路分段(Circuit epoch)限定到毫秒、微秒或纳秒的机制。其三，现存没有迅速改变分配给连接的带宽的方法，对于多媒体和视频应用而言这是达到有效使用可用带宽的強制要求。[11]作为克服诸如电话网络等“一次性”系统(one-off system)的限制的解决方案的一部分，将数据放置干“包”中出现了。数据包对于可预见的未来将一直是ー项伟大的专利技术。互联网协议真正成为了所有用户通信的通用语(lingua franca )。在这种情况下，使用口号“互联网无所不在(IP everywhere)”来说明网络边界是ー个好想法。尽管它是否该应用于未来的网络内部是非常值得怀疑的。本申请的目的是提供克服现有实践缺陷的用于以IP为中心的互联网和其他网络的下一代内部网络。[12]用户数据到达的随意性(例如，随机的)并不必然导致需要随机网络解决方案。克服具有扩展覆盖的异步分组网络的随机特性的复杂性就是需要另ー个解决方案的充分证据。这引出问题，“当现实可为简单而有效吋，为什么通过诸如“电路仿真”的想法来使用更高的网络复杂性呢？”现在网络可低成本地使用现今技术的巨大潜力，尤其是网络计吋、存储，以及计算机处理。由如下问题出发现代技术可克服异步网络的缺点“有这么多的高度发展的技术，我们难道不能建立低成本地克服现今复杂性又提高可扩展性的同步节点网络吗？ ”。本申请提供方法以减少网络复杂性并提高交換性能。[13]现有网络的第三个方面是将包缓存置于当今网络之中。当首次专利技术互联网时(如美国国防部中的ARPANET)，服务中的最小计算机是微机。不存在具有大型处理能力的商用微型计算机。商用输入/输出设备是没有有效处理器和储存能力的終端。当时用于处理“突发”数据的最好的可能方法是在微机中接收所有到来的数据，那时，当这些数据到来时没有足够的通信带宽去发送它们。最初的方案，正如消息交换存储和转发处理器，将数据存储在先进先出(FIFO)缓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.26 US 61/298,4871.从网络入口节点进行网络路由的方法，其特征在于，包括 从若干个外部设备接收网络通信，每个网络通信指向一目标节点； 将所述网络通信集合成若干个路径，每个路径包括所述网络通信中与单个目标节点关联的一部分，每个路径由若干个路径帧组成，所述路径帧与所述单个目标节点同步并包括若干个路径小单元，所述路径小单元由路径数据组成； 进一步将所述若干个路径集合成若干个超级路径，每个超级路径包括所述若干个路径中与单个中间节点关联的一部分，每个超级路径由若干个超级路径帧组成，所述超级路径帧与所述中间节点同步并包括若干个超级路径小单元，所述超级路径小单元由超级路径数据组成；将所述若干个超级路径传输到传输节点； 其中所述路径小单元和超级路径小单元能够分别动态调整大小。2.如权利要求I所述的网络路由方法，其特征在于，所述路径小单元和超级路径小单元具有相异的大小。3.如权利要求I或2所述的网络路由方法，其特征在于，所述路径小单元和超级路径小单元能够单独或共同将大小调整为I比特。4.如权利要求I一 3所述的网络路由方法，其特征在于，所述若干个超级路径通过若干个传输路由传输到所述中间节点。5.如权利要求I一 4所述的网络路由方法，其特征在于，通过传输控制矢量来动态调整所述小单元的大小，所述控制矢量表示所述小单元的大小和其上所述小单元大小将动态调整的帧。6.在入口节点进行网络数据路由的方法，其特征在于，包括 从外部设备接收网络通信，所述网络通信指示一出口节点， 通过将控制矢量传输给所述出口节点与所述出口节点建立成对连接，所述连接包括带宽， 维持与所述出口节点的所述成对连接，所述维持包括根据所述接收到的网络通信调整所述带宽， 将来自于所述外部设备的所述网络通信集合成集合数据流，所述集合数据流包括隐式寻址帧，所述隐式寻址帧同步到所述出口节点， 其中传输到所述出口节点的所述控制矢量包括表示分解所述隐式寻址帧的数据，使得所述出口节点处的所述成对连接对所述集合数据流进行分解。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述成对连接能够为O带宽。8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述网络通信包括包，每个包包括寻址报头，所述集合步骤包括从所述网络通信中剥离所述寻址报头；所述控制矢量包括在所述出口节点处重新组成所述寻址报头的信息。9.如权利要求6— 8中任一所述的方法，其特征在于，所述集合数据流是若干个...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷·W·桑德斯，
申请(专利权)人：雷·W·桑德斯，
类型：
国别省市：