Устройство для управления локальной сетью обмена данными

(5) 4 Н ОБРЕТЕ ПИСАН 41 , Е .ь.,: ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРР 1202066, кл. Н 04 Ь.11/20, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЛОКАПЬНОЙ СЕТЬЮ ОБМЕНА ДАННЫМИ(57) Изобретение относится к электросвязи и м,б, использовано в сетяхпередачи данных. Цель изобретения -повышение быстродействия при изменении структуры сети.С этой целью введены блок 1 выбора очередности передачи пакетов, блок 5 занятости каналов, блок 6 контроля задержки пакетов, счетчик 7 пакетов в сообщении,счетчик 9 повторных передач , таймер 11, блок 10 контроля исправностинаправлений связи, дешифратор 13 исправности канальных выходов, блок15 управления последовательностьюпередачи пакетов, дешифратор 18 последовательности передачи пакетов иоперативный запоминающий блок 19.Параметрами управления в устр-ве являются длина информационного пакета,метод доступа (свободный доступ кканальному ресурсу или временноеделание), очередность и последовательность передачи пакетов, исправность направлений связи. Управлениеведется по всем параметрам одновременно. 6 ил.Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано всетях передачи данных.Цель изобретения - повышение быстродействия при изменении структурысети,На фиг.1 изображена структурнаяэлектрическая схема предложенногоустройства; на фиг.2 - структурнаяэлектрическая схема блока обменаданными; на фиг.3 - структурная электрическая схема блока выбора очередности передачи пакетов; на фиг.4 -структурная электрическая схема блоказанятости каналов; на фиг.5 - структурная электрическая схема блока управления доступом; на фиг,6 - структурная электрическая схема блока управлеиия последовательностью передачи пакетов,Устройство для управления локальной сетью обмена данными содержитблок 1 выбора очередности передачипакетов, накопитель 2, блок 3 обра"ботки информации, блок 4 формирования команд управления, блок 5 занятости каналов, блок 6 контроля задержки пакетов, счетчик 7 пакетов всообщении, счетчик 8 пакетов в буфере, счетчик 9 повторных передач,блок 10 контроля исправности направлений связи, таймер .11, блок 12 обмена данными, дешифратор 13 исправности канальных выходов, блок 14управления доступом, блок 15 управления последовательностью передачипакетов, дешифратор 16 длины пакета,дешифратор 17 доступа, дешифратор 18последовательности передачи пакетови оперативный запоминающий блок 19.Блок 12 обмена данными содержитприемник 20, дешифратор 21 квитанций,генератор 22, передатчик 23 и коммутатор 24 пакетов.Блок 1 выбора очередности передачи пакетов содержит микроконтроллер25 и оперативный запоминающий узел 26.Блок 5 занятости каналов содержитдешифратор 27 занятости каналов итаймер 28 занятости.Блок 14 управления доступом содержит генератор 29 импульсов, элементы И 30-32, распределитель 33импульсов и элемент ИЛИ 34.Блок 15 управления последовательностью передачи пакетов содержитэлементы И 35-41, счетчики 42-45,элементы ИЛИ 46 и 47, КБ-триггеры40 45 50 55 Блок 3 обработки информации реализует пять алгоритмов,Первый алгоритм "Корректировкатаблицы маршрутов": опрос состояния блока 10 контроля исправности направления связи; сравнение с предыдущим состоянием; при изменениях - формирование корректирующего сообщения по изменению маршрутов (добавление или стирание маршрута в зависимости от состояния направления связи); запись новой строки маршрута в накопитель 2 информации и передача слу-жебной информации в блок 4 для формирования соответствующей команды управления,Второй алгоритм "Передача пакетовпо параллельным маршрутам": опрос состояния датчика 7 пакетов в сообщении; при и; ) 2 сравнение йд с 1 оппри 111 др формирование команды.на передачу данного сообщения по параллельным маршрутам; передача служебной 48 и 49, регистр 50, микроконтроллер 51 и оперативный запоминающийузел 52,Устройство работает следующимобразом.Блок 12 обмена данными имеет вхо. ды и выходы, являющиеся одновременновходами и выходами устройства, предназначенные для приема информации отдругих транспортных станций (не показаны), передачи информации абонентов к другим транспортным станциям, приема сообщений от абонентских устройств (не показаны) и выдачисообщений к абонентскому устройству,подключенному к данной станции.Накопитель 2 информации, выполненный в виде запоминающего блока,20 предназначен для сбора служебнойинформации и корректировки строктаблицы маршрутов, а блок 3 обработки информации - для обработки служебной информации, принятия решения25 о требуемом режиме работы сети и,при необходимости, корректировкитаблицы маршрута.Решение принимается по критерию,компонентами которого являютсяинформации блоку 4 для формирования . соответствующей команды управления.Третий алгоритмОпределение длины пакета": опрос блока 1 выбора очередности передачи пакетов дл . считывания 1 макс ); сравнение 11 макс с "Юсупформирование команды определения длины пакета по следующим критериям: при 1.рал передача больших пакетов (1024 байт), при С) 1 рр. передача малых пакетов (5 12 байт); передача служебной информации блоку 4 для фррмирования соответствующей команды управления.Четвертый алгоритм Определение методадоступа": опрос состояния блока 5 занятости каналов; вычисление Кц, по формуле Ко =Трын /Тпнсравнение К , с К р рп, формирование команды управления доступом: при К;( К д, свободный доступ; при КрКрдр временное деление; передача служебной информации блоку 4 для формирования соответствующей команды управления.Пятый алгоритм Определение последовательности передачи пакетов"; опрос состояния счетчика 8 пакетов в буфере; сравнение 1 с 1 дрп., формирование команды управления последовательностью передачи пакетов; при 1,1 дрпередача квитанции после каждого пакета, при 1, 3 1 дрр передача квитанции после передачи всех пакетов сообщения; передача служебной информации блоку 4 для формирования соответствующей команды.Блок 4 формирования команд управления предназначен для кодирования команд управления, формируемых блоком 3 обработки информации. Передача команд управления осуществляется последовательным кодом, Считываниенового маршрута осуществляется снакопителя 2 информации,Блок 6 контроля задержки пакетовпредназначен для считывания времени.задержки Тд пакетов, находящихся вбуфере, иэ заголовка кодограммы ипредставляет собой набор регистров,построенных с использованием триггеров.Блок 1 выбора очередности передачи пакетов предназнаяен для определения очередности передачи пакетов,находящихся вбуфере, в зависимостиот времени их задержки, в нем реализуется следующий алгоритм работы:55 Дешифратор 17 доступа к каналу осуществляет дешифрацию той части команды управления, где указан способ доступа к каналу, временное. деление или свободный доступ. Выходы дешифратора 17 устанавливаются в положение, соответствующее одному из спо- собов доступа. опрос состояния (регистров) блока 6контроля задержки пакетов; выборпакета с максимальной задержкой 5с 1,мк.- , формирование и выдача управляющей команды на передачу этогопакета; запись 11;мк,. в накопитель2 информации; корректировка 1 всоответствии с текущим временем вблоке 6 контроля задержки пакетовБлок 5 занятости канала предназначен для выдачи разрешения на передачу пакетов в режиме свободного доступа и вычисления времени занятостиканалов; счетчик 7 пакетов в сообщении - для определения количествапакетов в сообщении, предназначенномдля передачи, счетчик 8 пакетов вбуфере - для определения количествапакетов, находящихся в буферном накопителе, в момент измерения, а счетчик 9 повторных передач - для определения состояния канала (его исправности) и выполнен в виде кольцевогосчетчика на 3, собранного на последовательных регистрах.После третьего отказа канал считается неисправным,Блок 10 контроля исправности направлений связи предназначен для регистрации состояния каналов и канальных выходов и представляет собой комбинацию элементов И-НЕ (не показаны).Таймер 11 предназначен для регистрации общего времени работы, запускаблока 3 обработки информации, коррекции времени задержки пакетови запуска таймера 28 занятости каналов.Дешифратор 13 исправности канальных выходов используется для регистрации состояния всех к нальных устройств блока 12 обмена данными, адешифратор 16 длины пакетов - длядешифрации той части команды управления, где указана длина пакета, приэтом его выходы устанавливаются вположение, соответствующее длине информационного пакета (512 или 1024байт).505 14Дешифратор 18 последовательностипередачи пакетов осуществляет дешифрацию той части команды управления,где указан режим передачи пакетов(передача квитанции после каждогопакета, передача квитанции послепередачи всех пакетов, передача попараллельным каналам). Его выходыустанавливаются в соответствующееположение,Дешифраторы 13, 16, 17 и 18 представляют собой комбинацию элементовИ-НЕ (не показаны),Блок 14 управления доступом предназначен для установления режима дос"тупа к каналу, т.е. режима временного деления, когда каждой станциивыделяется временной,.интервал дляработы, или режима свободного доступа, когда станции выходят на связьв произвольные моменты времени приналичии свободного канала,Блок 15 управления последовательностью передачи пакетов предназначендля установки режима последовательности передачи пакетов, т,е, режимас передачей квитанции после каждогопакета, режима, с передачей квитанциипосле передачи всех пакетов сообщения, режима передачи пакетов сообщенияпо параллельным маршрутам. Установка режима происходит по сигналуот дешифратора 18 последовательностипередачи пакетов. Микроконтроллер 51 реализует следующий алгрритм: определение количества ш маршрутов в направлении передачи; при ш2 формирует управляющий сигнал для блока 12 обмена данны. ми для передачи данного сообщения по параллельным маршрутам через параллельно-последовательный регистр 50.Элементы И 35-37, счетчики 45 и 44, КБ-триггер 48 (сброс по сигналу с дешифратора 21) и элемент ИЛИ 47 выполняют функции распределения цикла для передачи квитанции после каждого пакета, Наличие двух счетчиков 44 и 45 связано с разбиением сообщения на пакеты разной длины (512 и 1024 байт), Работу счетчика 44 и 45 определяет сигнал с дешифратора 16 длины пакета, Аналогично для распределения циклов при передаче квитанции по окончании передачи всех пакетов (элементы И 39 - 41, счетчики 78365 642 и 43, КБ-триггер 49 и элементИЛИ 46),Оперативный записывающий блок 19с записью маршрутов предназначен5для хранения всех имеющихся маршрутов для каждого направления.Блок 12 обмена данными предназначен для передачи, сообщений, преобразованных в пакеты, и приема пакетов с последующей выдачей их абоненту, При обнаружении ошибок в пакетах,передаваемых различными станциями,блок 12 обмена данными формирует команды управления запросом для повторной передачи (квитанция с запросом повторной передачи пакета с ошибкой). В случае, когда ошибки нет, выдается квитанция, разрешающая стирание в буферной памяти этого пакетаи передачу следующего. Если квитанция не поступила в течение Т, , осуществляется повторная передача пакета и выдается команда на срабатыва 2 б ние счетчика 9 повторных передачкоторый после трехкратного срабатывания выдает команду блоку 10 контроля о неисправности данного направления связи (маршрута) для корректиЗ 0 ровки таблицы маршрутов.Блок 12 обмена данными обеспечивает передачу последовательности пакетов в трех режимах,В режиме передачи квитанции от,другой станции после каждого принятого пакета передающая станция ожидает подтверждение о приеме, а затемлишь передает следующий пакет либоповторяет ранее переданный.40Анализ верности передачи информации осуществляется приемником 20 путем декодирования помехоустойчивогоциклического кода. Приемник выдаетсоответствующую команду генератору22 квитанций, который генерирует слу 45жебную информацию для передатчика23.Принятая квитанция декодируетсядешифратором 21 квитанций, которыйвыдает команду на повторение передачи данного пакета либо на передачуследующегопакета. После каждогоподтверждения квитанцией о безошибочном приеме выдается также управляющая команда на сброс счетчика 9 повБВ торных передач.В режиме передачи квитанции поСлепередачи всех пакетов генератор 22квитанций вырабатывает служебную ин 1418365формацию с указанием ошибочно принятых пакетов, для их повторения,либо подтверждение о безошибочномпринятии всех пакетов,В режиме передачи пакетов по параллельным маршрутам разные пакетыодного сообщения одновременно передаются каждый по своему маршруту, врезультате чего повышается скоростьпередачи сообщения, время задержкикоторого больше допустимого.Работой приемника 20 и передатчика 23 управляет блок 14 управлениядоступом, блок 15 управления последовательностью передачи пакетов иблок 1 выбора очередности передачипакетов. Коммутатор 24 пакетов осуществляет 20 коммутацию по таблицам маршрутов, хранящихся в оперативном запоминающем блоке 19, в соответствии с используемой стратегией маршрутизации.Устройство для управления локаль ной сетью обмена данными размещено на станциях управления и транспортных станциях. Станции могут работать в двух основных режимах: передачи служебной информации и передачи ин- З 0 формации абонента.В первом режиме производится сбор статистических данных о состоянии транспортных станций, принятие решения о том, какой из возможных наборов параметров (длина пакета, доступ,35 ,последовательность передачи пакетов) следует установить, передача команды управления на транспортные станции: установка требуемого набора парамет ров на транспортных станциях.Во втором режиме после установления параметров работы транспортной станции производится передача информации абонентам, осуществляется выбор очередности передачи пакетов в45 зависимости.от конкретной задержки каждого пакета и корректировки таблицы маршрутов по информации с блока 10 контроля состояния информационных направлений. 50В режиме передачи служебной информации данные с блока 5 занятости каналов, блока 10 контроля состояний информационных направлений, блока 1 выбора очередности передачи пакетов 5 со счетчика .8 пакетов в буфере передаются на станцию управления в накопитель 2, а из него в блок 3 обработки информации, где производитсявычисление коэффициента использования канала среднего времени задержки пакетов, длины очереди, состоянияинформационных направлений. По результатам вычислений в блоке 3 обработки информации формируются соответствующие команды управления,которые обеспечивают установку натранспортных станциях параметров ирежимов работы, информация о параметрах кодируется в блоке 4 формирования команд управления и передаетсяна все транспортные станции, На транспортных станциях дешифраторы 1 б команд определяют иэ команды управления какие длину пакета, способдоступа, последовательность передачипакетов следует установить в блоке12 обмена данными посредством блока14 управления доступом к каналу иблока 15 управления последовательностью передачи пакетов. В оперативном запоминающем блоке 19 производится коррекция таблицы маршрутов.В режиме передачи информации абонента информация от абонента,принадлежащего данной станции, поступаетв блок 12 обмена данными, а затемк другим транспортным стацциямВходящие пакеты от других транспортныхстанций поступают в блок 12 обменаданными и к абоненту,Таким образом, в устройстве осуществляются установка режимов, близких к оптимальным по критериям задержки как средней для всех пакетов,так и конкретной для каждого и коэффициенту использования каналов одновременно, изменение параметров локальной сети: метода (свободный дос-туп, временное деление) длины информационного пакета, последовательности и о-ередности передачи пакетов,а также производится корректировкатаблиц маршрутов. Предоставление канального ресурса осуществляется с помощью блока 14 управления доступом и блока 5 занятости каналов.Параметрами управления в устройстве являются длина информационного пакета, метод доступа (свободный доступ к канальному ресурсу или временное деление), очередность и последовательность передачи пакетов, исправность направлений связи, Уп1478365 равление ведется по всем параметрамодновременно,Сбор информации о состоянии сетипроисходит на транспортных станциях,обработка ее осуществляется как на5выделенной станции, так и на транспортных станциях (выбор очередностипередачи пакетов по времени задерж"ки каждого). Выделенная станция осуществляет рассылку команд управлениявсем транспортным станциям, Управление ведется на основе анализа информации по задержке пакетов, состояния аппаратуры связи. Служебнаяинформация передается от транспортных станций в выделенные интерралывремени с использованием в качествеподсети управления информационныхсетей. 20 Формула изобретенияУстройство для управления локаль- - ной сетью обмена данными, содержащее накопитель информации, первый выход 25 которого соединен с первым входом блокаобработки информации, выход которого подключен к первому входу блока Формирования команд управления, первый выход которого соединен 30 с входом дешифратора длины пакета и с входом дешифратора доступа, выход которого подключен к первому входу блока управления доступом, первый выход которого соединен с первым входом блока обмена данными, первый выход которого соединен с входом счетчика пакетов в.буфере, выход которого подключен к первому входу накопителя информации, при этом вы ход дешифратора длины пакета соединен с вторым входом блока обмена данными, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при изменении структуры сети, введены оперативный запоминающий блок, дешифратор последовательности передачи пакетов, блок управления последовательностью передачи пакетов, дешифратор исправности канальных выходов, блок контроля исправности направлений связи, счетчик повторных передач, счетчик пакетов в сообщении, блок контроля задержки пакетов, блок занятости каналов, блок выбора очередности передачи пакетов и таймер, выход которого соединен с вторым входом блока обработки информации, с первым входом блока выбора очередности передачи пакетов и с первым входом блока занятости каналов,первый выход которого соединен с вторым входом накопителя информации,второй выход которого соединен с вторым входом блока формирования команд управления, второй выход которого соединен с третьим входомнакопителя информации, четвертыйвход которого подключен к первомувыходу блока выбора очередности передачи пакетов, второй выход которого соединен с третьим входом блокаобмена данными, второй выход которого через дешифратор исправностиканальных выходов соединен с первымвходом блока контроля исправностинаправлений связи, второй вход которого подключен к выходу счетчика1повторных передач, вход которого подключен к третьему выходу блока обмена данными, четвертый выход которогочерез счетчик пакетов в буфере соединен с пятым входом накопителя информации, шестой вход которого подключен к пятому выходу блока обменаданными, шестой выход которого соединен с вторым входом блока занятости каналов второй выход которогосоединен с вторым входом блока управления доступом, второй выход которого соединен с первым входом блокауправления последовательностью передачи пакетов, второй вход которогосоединен с выходом дешифратора последовательности передачи пакетов,вход которого подключен к четвертомувходу блока обмена данными, к первому выходу блока формирования командуправления и к входу оперативногозапоминающего блока, выход которогосоединен с пятым входом блока обменаданными и с третьим входом блока управления последовательностью передачи пакетов, четвертый вход которогоподключен к второму входу блока обмена данными, седьмой выход которого соединен с пятым входом блока управления последовательностью передачи пакетов, выход которого соединенс шестым входом блока обмена данными,восьмой выход которого через блокконтроля задержки пакетов соединенс вторым входом блока выбора очередности передачи пакетов, при этомвыход блока контроля исправностинаправлений связи соединен с седь,мым входом накопителя информации.орректор М,Максимишинец Тираж 627 75 5 писно НИИ дательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,1 роизводственноГосударственног 113035комит Москв по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР