DE60214386T2

DE60214386T2 - Busprotokoll

Info

Publication number: DE60214386T2
Application number: DE60214386T
Authority: DE
Inventors: Christopher Chandler BANYAI; Karl Chandler MAURITZ
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2022-07-13
Also published as: ATE338408T1; EP1410582A1; US20030016663A1; JP2004523186A; KR20040026684A; KR100765680B1; HK1062864A1; US6853620B2; EP1410582B1; DE60214386D1; TWI243557B; CN1529964A; CN100464531C; WO2003009544A1

Description

HINTERGRUND
Erfindungsgebiet
Der hier offenbarte Erfindungsgegenstand bezieht sich auf Kommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sich der Erfindungsgegenstand auf Kommunikationssysteme zur Übertragung von Daten zwischen Knoten.
Information
Beim Einsatz von Kommunikationsinfrastrukturen kommt es darauf an, die Anforderungen eines oder mehrerer Teilnehmer oder Benutzer zur Bereitstellung von Kommunikationsdiensten zu erfüllen. Solche Kommunikationsinfrastrukturen dienen typisch dem Zweck, den Teilnehmern mehrere Dienstebenen innerhalb einer bestimmten Preiskategorie bereitzustellen. Solche Preiskategorien werden typisch durch die Verfügbarkeit preisgünstiger Komponenten und Subsysteme zum Aufbau der Kommunikationsinfrastruktur bestimmt.
Man könnte eine vorhandene Kommunikationsinfrastruktur modifizieren, um zusätzliche Anforderungen zu erfüllen. Zum Beispiel könnten Kommunikationsinfrastrukturen auf die Aufnahme zusätzlicher Teilnehmer oder Benutzer eingerichtet (d.h. erweitert) werden. Ferner könnten Kommunikationsinfrastrukturen durch Aufnahme neu verfügbarer Komponenten oder Subsysteme hochgerüstet werden, um anspruchsvollere Dienstanforderungen der Teilnehmer oder Benutzer zu erfüllen. Wenn eine vorhandene Kommunikationsinfrastruktur in Anpassung an diese zusätzlichen Anforderungen modifiziert wird, ist es wünschenswert, vorhandene Kommunikationsinfrastrukturen kosteneffektiv hochzurüsten oder zu erweitern, während auf alten Systemen aufgebaut wird.
Der Text ATM: Signaling in Broadband Networks, Prentice Hall Series in Advanced Communications Technologies, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, US (1998), 2, 159 179, sowie die Patente US 614971 , US 5933425 und EP 10911530 offenbaren verschiedene Knotenkonfigurationen und beschreiben Routingsysteme zur Weiterleitung von Daten über die Knoten. US 5008882 offenbart ein n-Kubus-Netzwerk und offenbart die Übertragung von Daten über einen n-Kubus als „Best-First" Suche für einen Pfad durch die Knoten. Es wird jedoch nicht offenbart, dass ein Knoten Statusinformation von einem nicht benachbarten Knoten empfängt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Kommunikationssystem und Verfahren zur Betreibung desselben bereitzustellen.
Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren nach Anspruch 1 vorgesehen.
Gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationsknoten nach Anspruch 8 vorgesehen.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein System nach Anspruch 9 vorgesehen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nicht-einschränkende und nicht-erschöpfende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben, wobei, soweit nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in allen Figuren bezeichnen.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems, welches eine Mehrzahl von Kommunikationsknoten umfasst, die über Kommunikationskanäle aneinander gekoppelt sind.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationsknotens entsprechend der Ausführungsform in 1, in dem Kommunikationskanäle einen Datenkanal und einen Steuerkanal umfassen.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Verwaltung des Kommunikationsverkehrs gemäß einer Ausführungsform des Kommunikationsknotens in 2.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Packet Director gemäß einer Ausführungsform des Systems in 3.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Nachrichtenübertragungs-Signalisiersystems gemäß einer Ausführungsform des Systems in 3.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Verweise in dieser Spezifikation auf „eine einzelne Ausführungsform" oder „eine Ausführungsform" bedeuten, dass ein besonderes Merkmal, eine Struktur oder Eigenschaft, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wurde, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit beziehen sich Instanzen des Ausdrucks „in einer einzelnen Ausführungsform" oder „einer Ausführungsform" an verschiedenen Stellen in dieser Spezifikation nicht unbedingt alle auf die gleiche Ausführungsform. Ferner könnten die besonderen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert sein.
Der hier benutzte Ausdruck „Logik" bezieht sich auf die Struktur zur Durchführung einer oder mehrerer logischen Operationen. Zum Beispiel könnte Logik Schaltungen umfassen, die ein oder mehrere Ausgangssignale basierend auf einem oder mehreren Eingangssignalen bereitstellen.
Solche Schaltungen könnten eine endliche Zustandsmaschine sein, die einen digitalen Eingang empfängt und einen digitalen Ausgang bereitstellt, oder Schaltungen sein, die ein oder mehrere analoge Ausgangssignale in Reaktion auf ein oder mehrere Eingangssignale bereitstellen. Ferner könnte Logik Verarbeitungsschaltungen in Kombination mit in einem Speicher gespeicherten maschinenausführbaren Anweisungen beinhalten. Dies sind jedoch lediglich Beispiele von Strukturen, die Logik bereitstellen könnten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Der hier benutzte Ausdruck „Datenbus" bezieht sich auf Schaltungen zur Übertragung von Daten zwischen Geräten. Zum Beispiel könnte ein Datenbus Daten zwischen einem Hostverarbeitungssystem und einem peripheren Gerät übertragen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Der hier benutzte Ausdruck „Kommunikationsknoten" bezieht sich auf eine Struktur oder ein System zum Empfang von Daten von einer Quelle, oder zur Übertragung von Daten an einen Zielort in einem Kommunikationsnetzwerk. In einem Beispiel könnte ein Kommunikationsknoten in einer Datenübertragung (zum Beispiel einem Datenpaket) empfangene Daten von einer Quelle an ein Ziel in einem Kommunikationsnetzwerk entsprechend der Zielinformation in den empfangenen Daten weiterleiten. Ein erster Kommunikationsknoten in einer Backbone-Kommunikationsinfrastruktur könnte Daten von einem zweiten Kommunikationsknoten empfangen bzw. an diesen weiterleiten. Oder der erste Kommunikationsknoten könnte Daten von Randgeräten oder Orten in einem Randnetz empfangen bzw. an diese weiterleiten. Dies sind jedoch lediglich Beispiele eines Kommunikationsknotens, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Der hier benutzte Ausdruck „Kommunikationskanal" bezieht sich auf eine Struktur zur Übertragung von Daten zwischen Kommunikationsknoten in einem Kommunikations-netzwerk. Ein „eingehender Kommunikationskanal (Ingress-Kanal)" bezieht sich auf einen Kommunikationskanal, der Daten in Richtung eines Kommunikationsknotens von einer Datenquelle überträgt, ein „ausgehender Kommunikations-kanal (Egress-Kanal)" bezieht sich auf einen Kommunikationskanal, der Daten von einem Kommunikations-knoten weg in Richtung eines Ziels überträgt. Dies sind jedoch lediglich Beispiele für Ingress- und Egress- Kommunikationskanäle, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Der hier benutzte Ausdruck „Datenkommunikations-kanal" bezieht sich auf eine Struktur zur Übertragung von Daten zur Unterstützung einer Dienstanforderung zwischen oder unter Kommunikationsknoten in einem Kommunikationsnetzwerk. Ein derartiger Datenkommunikationskanal könnte Daten zwischen Kommunikationsknoten entsprechend einem Daten-kommunikationsprotokoll übertragen. Zum Beispiel könnte ein Datenkommunikationskanal Daten zu oder von einer mit einem ersten Kommunikationsknoten verknüpften Anwendung zu einem zweiten Kommunikationsknoten übertragen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel eines Datenkommunikationskanals, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Der hier benutzte Ausdruck „Steuerkanal" bezieht sich auf eine Struktur zur Übertragung von „Statusdaten" an einen Kommunikationsknoten, betreffend eine Fähigkeit eines oder mehrerer Kommunikationsknoten, Daten in einem Datenkommunikationskanal zu übertragen oder eine Dienstanforderung zu unterstützen. Diese Statusdaten könnten Befehle und Steuerinformation umfassen. Zum Beispiel könnte die Statusdaten eine Fähigkeit eines oder mehrerer Kommunikationsknoten anzeigen, Daten von einer Quelle an ein Ziel weiterzuleiten. Ferner könnte diese Statusdaten eine Fähigkeit eines oder mehrerer Kommunikationsknoten anzeigen, eine oder mehrere Dienstanforderungen zu unterstützen. Dies sind jedoch lediglich Beispiele eines Steuerkanals und Beispiele von Statusdaten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Der hier benutzte Ausdruck „benachbarter Kommunikationsknoten" bezieht sich auf einen Kommunikationsknoten, der direkt über einen Kommunikationskanal ohne einen dazwischenliegenden Kommunikationsknoten an einen ersten Kommunikationsknoten gekoppelt ist. Zum Beispiel könnte ein Kommunikationsknoten eine Datennachricht über einen Kommunikationskanal an einen benachbarten Kommunikationsknoten übertragen, ohne die Datennachricht über einen dazwischenliegenden Kommunikationsknoten weiterzuleiten. Dies sind jedoch lediglich Beispiele eines benachbarten Kommunikationsknotens, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Der hier benutzte Ausdruck „Kommunikationspfad-Dimension" bezieht sich auf eine Definition einer Beziehung zwischen oder unter Kommunikationsknoten in einem Kommunikationsnetzwerk. Zum Beispiel könnten Kommunikationskanäle Kommunikationsknoten in einem Kommunikationsnetzwerk derart an einander koppeln, dass die Kommunikationsknoten in einem kartesischen Koordinatensystem mit drei oder mehr Dimensionen modelliert/identifiziert werden könnten. Die relative Position von zwei Kommunikationsknoten könnte dann durch eine lineare Abbildung entlang eines oder mehrerer Kommunikationskanäle in dem Koordinatensystem definiert werden. Dementsprechend könnte ein Kommunikationsknoten Daten an einen benachbarten Kommunikationsknoten über einen Kommunikationskanal in einer Kommunikationspfad-Dimension übertragen. Außerdem könnten Daten von einem Quellenkommunikationsknoten an einen Ziel-Kommunikationsknoten übertragen werden, wobei viele Kommunikationskanäle in verschiedenen Kommunikationspfad-Dimensionen überquert werden. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel einer Kommunikationspfad-Dimension, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Kurz gesagt bezieht sich eine Ausführungsform der Erfindung auf ein System und Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen Kommunikationsknoten. Ein erster Kommunikationsknoten könnte an eine Mehrzahl von benachbarten Kommunikationsknoten gekoppelt sein. Der erste Kommunikationsknoten könnte eine Datenübertragung empfangen, die einen mit einem zweiten Kommunikationsknoten verbundenen Zielort umfasst. Der erste Kommunikationsknoten könnte Statusdaten von einem oder mehreren benachbarten Kommunikationsknoten über einen Steuerkanal empfangen, der zwischen dem ersten Kommunikationsknoten und dem benachbarten Kommunikationsknoten gekoppelt ist, wobei die Statusdaten Statusinformation für mindestens den benachbarten Knoten umfassen. Ein an den ersten Kommunikationsknoten benachbarter Kommunikationsknoten könnte, basierend auf den von den benachbarten Kommunikationsknoten empfangenen Statusdaten, zur Weiterleitung der empfangenen Daten an einen Zielort ausgewählt werden. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel einer Ausführungsform, und andere Ausführungsformen sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
In 1 ist schematisch ein Kommunikationssystem dargestellt, welches eine Mehrzahl von Kommunikationsknoten 2 umfasst, die über Kommunikationskanäle 4 aneinander gekoppelt sind. Jeder Kommunikationsknoten 2 könnte abgesehen davon, dass er an einen oder mehrere benachbarte Kommunikationsknoten 2 gekoppelt ist, an ein oder mehrere andere Rand-Kommunikationsnetze wie zum Beispiel MANs (Stadtnetze), WANs (Weitbereichsnetze), LANs (Lokale Netze), Server-Farmen oder Globale Server (nicht dargestellt) oder dergleichen gekoppelt sein. Gemäß einer Ausführungsform könnten Daten von einem beliebigen Kommunikationsknoten 2 über einen direkt an das Randnetz gekoppelten Kommunikationsknoten an ein Ziel- oder Randnetz übertragen werden. Jeder Kommunikationsknoten 2 könnte einen Fabric Router und/oder Einrichtungen zum Rand-Routen an andere Systeme umfassen. Dies sind jedoch lediglich Beispiele dafür, wie untereinander gekoppelte Kommunikationsknoten an Randgeräte oder Randnetze gekoppelt sein können, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Jeder Kommunikationsknoten 2 könnte Daten an jeden anderen Kommunikationsknoten 2 über einen oder mehrere Kommunikationskanäle 4 übertragen, die benachbarte Kommunikationsknoten 2 aneinander koppeln. Jeder Kommunikationskanal 4 koppelt benachbarte Kommunikationsknoten 2 aneinander, um die Übertragung von Daten zwischen den benachbarten Kommunikationsknoten in einer Kommunikationspfad-Dimension zu ermöglichen. In der dargestellten Ausführungsform könnte Kommunikationskanal 4 Daten zwischen benachbarten Kommunikationsknoten 2 in sechs Richtungen oder in zwei Richtungen in einer x-, y- oder z-Kommunikationspfad-Dimension übertragen, wie in 1 dargestellt. Bei Modellierung jedes Kommunikationsknotens 2 als Kubus mit sechs Seiten könnte gemäß einer Ausführungsform jede Seite Eingangs- und Ausgangskommunikation bereitstellen, woraus sich sechs Kommunikationsrichtungen ergeben. Oder ein derartiges kubisches Modell der Kommunikationsknoten 2 könnte zusätzliche Kommunikationskanäle bereitstellen, die in zusätzlichen Kommunikationspfad-Dimensionen, wie zum Beispiel Kommunikationspfad-Dimensionen in xy-, yz- und xz-Ebene (zum Beispiel an den „Kanten" oder „Ecken" von Kubi, die Kommunikationsknoten 2 darstellen) an benachbarte Kommunikationsknoten gekoppelt sind. Dies sind jedoch lediglich Beispiele dafür, wie benachbarte Kommunikationsknoten durch Kommunikationskanäle zur Übertragung von Daten in Kommunikationspfad-Dimensionen aneinander gekoppelt sein könnten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Das vorerwähnte kubische Modell eines Kommunikationsknotens könnte als Polyheder-Modell mit mehr als sechs Seiten verallgemeinert werden, wobei jede Seite eines Kommunikationsknotens an eine Seite eines benachbarten Kommunikationsknotens gekoppelt sein könnte, um einen Eingangs- und Ausgangskanal bereitzustellen. Außerdem könnte jede „Kante" oder jede „Ecke" eines solchen Polyheders an eine Kante oder Ecke eines benachbarten Kommunikationsknotens gekoppelt sein. In einer Ausführungsform, in der ein Netzwerk auf einem Polyheder modellierte Kommunikationsknoten in einem nationalen oder weltweiten Netzwerk umfasst, könnte jeder Kommunikationsknoten einem bestimmten Abschnitt eines geografischen Sendegebiets zugeordnet sein. Der Datenverkehr von jedem Abschnitt könnte dann durch das nationale oder weltweite Netzwerk durch den zugeordneten Kommunikationsknoten geroutet werden. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie Kommunikationsknoten in einem nationalen oder weltweiten Netzwerk eingesetzt werden könnten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Gemäß einer Ausführungsform könnte ein Kommunikationsknoten 2 Daten in Richtung jedes beliebigen Ziel-Kommunikationsknotens 2 über einen benachbarten Kommunikationsknoten 2 übertragen, in dem er Daten auf einem Kommunikationskanal 4 in einer Kommunikationspfad-Dimension überträgt. Der benachbarte Kommunikationsknoten 2 könnte dann die Daten in Richtung des Ziel-Kommunikationsknotens 2 auf einem weiteren Kommunikationskanal 4 entlang gleicher oder entlang anderer Kommunikationspfad-Dimensionen weiterleiten. Der weiterleitende Kommunikationsknoten 2 könnte einen aus einer Mehrzahl von Kommunikationskanälen 4 zur Weiterleitung der Daten an einen weiteren benachbarten Kommunikationsknoten auswählen und so weiter, bis die Daten den Ziel-Kommunikationsknoten 2 erreichen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie die Daten an einen Ziel-Kommunikationsknoten übertragen werden könnten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Gemäß einer Ausführungsform könnte ein Kommunikationsknoten 2 Logik zur Auswahl eines Kommunikationskanals 4, basierend auf der Verfügbarkeit von dazwischenliegenden Kommunikationsknoten 2, Daten an einen Ziel-Kommunikationsknoten weiterzuleiten, oder basierend auf der Fähigkeit, eine mit den Daten verknüpfte Dienstanforderung zu unterstützen, umfassen, um die Daten in Richtung des Ziels in einer oder in mehreren Kommunikationspfad-Dimensionen weiterzuleiten. Zum Beispiel könnte ein Kommunikationsknoten 2 Statusinformation empfangen, die anzeigt, dass ein benachbarter Kommunikationsknoten 2 außer Betrieb steht oder nicht fähig ist, die Daten in Richtung des Ziel-Kommunikationsknotens in einer oder in mehreren Kommunikationspfad-Dimensionen weiterzuleiten, oder nicht fähig ist, eine oder mehrere mit den Daten verknüpften Dienstanforderungen zu unterstützen. Der weiterleitende Kommunikationsknoten könnte dann einen anderen benachbarten Kommunikationsknoten auswählen, um die Daten weiterzuleiten. In anderen Ausführungsformen könnte ein weiterleitender Kommunikationsknoten 2, abgesehen davon, dass er Statusinformation über die Verfügbarkeit eines benachbarten Kommunikationsknotens zur Weiterleitung der Daten aufweist, auch Statusinformation über die Verfügbarkeit anderer nicht-benachbarter Kommunikationsknoten zur Weiterleitung der Daten in Richtung des Ziel-Kommunikationsknotens oder über die Erfüllung einer mit den Daten verknüpfte Dienstanforderung anzeigen. Aufgrund dieser Information kann ein weiterleitender Kommunikationsknoten einen benachbarten Kommunikationsknoten und einen Kommunikationskanal 4 auswählen, um die Nachricht in Richtung des Ziel-Kommunikationsknotens 2 weiterzuleiten. Eine derartige Auswahl könnte beispielsweise auf einer kürzesten erwarteten Zeit zur Weiterleitung der Daten an den Ziel-Kommunikationsknoten oder auf einer Mindestanzahl von erwarteten weiterleitenden dazwischenliegenden Kommunikationsknoten basieren. Dies sind jedoch lediglich Beispiele dafür, wie ein weiterleitender Kommunikationsknoten einen benachbarten Kommunikationsknoten zur Weiterleitung der Daten an ein Ziel aufgrund von Statusinformation auswählen könnte, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
In der dargestellten Ausführungsform weisen die Kommunikationsknoten 2 eine kubusförmige Anordnung entlang drei Kommunikationspfad-Dimensionen x, y und z auf, und jeder Kommunikationsknoten könnte mit einer entsprechenden kartesischen Koordinate (x, y, z) verknüpft sein. Ein derartiges Koordinatensystem könnte einen Ursprung bei (0, 0, 0)(zum Beispiel entsprechend einem „Ecken"-Kommunikationsknoten) umfassen, wobei die Koordinaten einen Bereich von Werten (0 bis X_max, 0 bis Y_max, 0 bis Z_max) aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform könnten die Kommunikationsknoten 2 an entgegengesetzten Enden auf einem gemeinsamen Koordinatenpaar (zum Beispiel ein erster Kommunikationsknoten bei (0, y, z) und ein zweiter Kommunikationsknoten bei (X_max, y, z), wobei y und z ein gemeinsamen Koordinatenpaar bereitstellen) direkt durch einen Kommunikationskanal 4 aneinander gekoppelt sein, derart dass die Kommunikationsknoten 2 an entgegengesetzten Enden nebeneinander liegen. Dementsprechend könnten diese Kommunikationsknoten an entgegengesetzten Enden Daten direkt an den anderen übertragen, unabhängig davon, ob es einen dazwischenliegenden Kommunikationsknoten 2 gibt. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie Kommunikationsknoten an entgegengesetzten Enden eines Netzwerks direkt unabhängig von einem dazwischenliegenden Kommunikationsknoten miteinander kommunizieren können, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
In 2 ist schematisch ein Kommunikationsknoten 102 entsprechend der Ausführungsform von 1 dargestellt, bei der jeder Kommunikationskanal 104 einen Datenkommunikationskanal 110 und einen Steuerkanal 112 aufweist. Jeder der Kommunikationskanäle 104 ermöglicht die Kommunikation mit einem benachbarten Kommunikationsknoten in zwei Richtungen entlang einer von drei Kommunikationspfad-Dimensionen x, y oder z. In der dargestellten Ausführungsform umfasst jeder Datenkommunikationskanal 110 und jeder Steuerkanal 112 einen Ingress-Kommunikationskanal zum Empfang von Daten von einem benachbarten Kommunikationsknoten und einen Egress-Kommunikationskanal zur Übertragung von Daten an einen benachbarten Kommunikationsknoten. Die Datenkommunikationskanäle 110 könnten Daten zwischen benachbarten Kommunikationsknoten übertragen, die an einen Ziel-Kommunikationsknoten weiterzuleiten sind. Die Steuerkanäle 112 könnten Statusinformation zwischen Kommunikationsknoten übertragen, um beispielsweise die Verfügbarkeit eines oder mehrerer Kommunikationsknoten zur Weiterleitung von Daten an einen Ziel-Kommunikationsknoten anzuzeigen. Aufgrund von Daten, die auf einem oder mehreren der Statuskanäle 112 empfangen wurden, könnte der Kommunikationsknoten 102 einen Datenkommunikationskanal 110 zur Weiterleitung von Daten an einen Ziel-Kommunikationsknoten über einen benachbarten Kommunikationsknoten auswählen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie ein Kommunikationsknoten mit einem benachbarten Kommunikationsknoten kommunizieren könnte, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Die Kommunikationskanäle 104 könnten jedes beliebige aus mehreren Übertragungsmedien umfassen, einschließlich eines Kupfer- oder eines optischen Übertragungsmediums. Jeder Kommunikationskanal könnte ein einzelnes Medium oder mehrere Medien für die Übertragung von Daten in jeder der beiden Richtungen entlang einer zugehörigen Kommunikationspfad-Dimension umfassen. In einer Ausführungsform könnten zwei separate Übertragungsmedien den Datenkommunikationskanal 110 und den Steuerkanal 112 bereitstellen. In einer anderen Ausführungsform könnte ein Kommunikationskanal 104 einen Datenkommunikationskanal 110 und einen Steuerkanal 112 in einem gemeinsamen Übertragungsmedium umfassen. Zum Beispiel könnten der Datenkommunikationskanal 110 und der Steuerkanal 112 in einem gemeinsamen Übertragungsmedium zeitgemultiplext sein. Oder der Datenkommunikationskanal 110 und der Steuerkanal 112 könnten gemultiplext sein, um das Übertragungsmedium gleichzeitig zu besetzen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie ein Datenkanal und ein Steuerkanal implementiert werden könnten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Ferner könnte der Ingress-Kanal eines Datenkommunikationskanals 110 und Steuerkanals 112 eines Kommunikationskanals 104 auf einem ersten Übertragungsmedium bereitgestellt werden, während der Egress-Kanal des Datenkommunikationskanals 110 und Steuerkanals 112 auf einem zweiten, vom ersten Übertragungsmedium separaten Übertragungsmedium bereitgestellt werden könnten. Oder die Ingress- und Egress-Kanäle eines Datenkommunikationskanals 110 oder Steuerkanals 112 könnten in einem gemeinsamen Übertragungsmedium gemultiplext sein. Dies sind jedoch lediglich Beispiele dafür, wie Ingress- und Egress-Kanäle entweder eines Datenkanals oder eines Steuerkanals implementiert werden könnten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
In 3 ist schematisch ein System 200 zum Verwalten von Kommunikationsverkehr in einem Kommunikationsknoten gemäß einer Ausführungsform des Kommunikationsknotens in 2 dargestellt. In der dargestellten Ausführungsform stellt ein optisches Übertragungsmedium sechs Kommunikationskanäle 204 zwischen dem gegenwärtigen Kommunikationsknoten und sechs benachbarten Kommunikationsknoten (nicht dargestellt) bereit. Jeder Kommunikationskanal 204 könnte einen Ingress- und einen Egress-Kommunikationskanal für jeweils einen Datenkanal und einen Steuerkanal in einer Kommunikationspfad-Dimension bereitstellen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie Kommunikationskanäle an einen Kommunikationsknoten gekoppelt werden können, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
System 200 umfasst ferner Rand-I/O-Kanäle 214 (I/O = Eingang/Ausgang), die an ein oder mehrere Randnetze oder Geräte gekoppelt sind (nicht dargestellt). Zwischen einem Rand-I/O-Kanal 214 und einem benachbarten Kommunikationsknoten könnten Daten auf einem Datenkommunikationskanal in einem der Kommunikationskanäle 204 übertragen werden. In der dargestellten Ausführungsform umfassen die Rand-I/O-Kanäle 214 ein optisches Übertragungsmedium zur Übertragung von Daten zwischen dem Kommunikationsknoten und den Randnetzen oder Randgeräten. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie Randnetze oder Randgeräte mit einem Kommunikationsknoten kommunizieren können, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Von einem Randgerät oder Randnetz könnten Daten auf einem Rand-I/O-Kanal 214 in Form von Datenpaketen ankommen, die an ein mit einem anderen Kommunikationsknoten verknüpftes Ziel weiterzuleiten sind. Diese an einem Rand-I/O-Kanal 214 empfangenen Daten könnten verschlüsselt werden, und eine zugehörige Faserfunktion 222 könnte Logik zur Entschlüsselung der empfangenen Datenpakete beinhalten, wenn ein Entschlüsselungsschlüssel verfügbar ist. Andernfalls würde das Datenpaket an einen Fabric-Interface-Speicher 224 zur Weiterleitung auf einem Egress-Datenkanal von Kommunikationskanal 204 weitergeleitet. In der dargestellten Ausführungsform können Datenpakete über Fabric-Interface 220 an einen Kommunikationsknoten weitergeleitet werden, basierend auf einer IP-Adresse und/oder einer Adresse, die einen Ziel-Kommunikationsknoten identifiziert. Die Faserfunktionen 222 könnten Logik zur Verknüpfung eines Zielnamens in einem Datenpaket mit einer IP-Zieladresse umfassen, die an das Datenpaket anzuhängen ist, welches von einem Randgerät oder einem Randnetz empfangen wurde und Information zur Identifizierung eines Ziel-Kommunikationsknotens enthält. Das Datenpaket könnte dann an den Fabrik-Speicher 224 weitergeleitet werden, bevor es an ein Ziel weitergeleitet wird.
Gemäß einer Ausführungsform könnte Fabric Interface 220 einen benachbarten Kommunikationsknoten 204 auswählen, um Daten auf einem Datenkommunikationskanal an ein Ziel zu übertragen. Zum Beispiel könnte Fabric Interface 220 einen Fabric Packet Director zur Auswahl eines Datenkommunikationskanals aufweisen, um von einem der Rand-I/O-Kanäle 214 empfangene Daten an einen benachbarten Kommunikationsknoten weiterzuleiten. Ferner könnte der Fabric Packet Director Logik beinhalten, um Daten, die auf einem Ingress-Datenkommunikationskanal eines ersten Kommunikationskanals 204 empfangen wurden, an einen benachbarten Kommunikationsknoten auf einem Egress-Datenkommunikationskanal eines zweiten Kommunikationskanals 204 weiterzuleiten. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie ein Kommunikationsknoten einen benachbarten Kommunikationsknoten auswählen könnte, um Daten an ein Ziel weiterzuleiten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Der Fabric Packet Director könnte einen weiterleitenden Egress-Datenkommunikationskanal eines Datenkanals 204 aufgrund von Statusinformation auswählen, die von einem oder mehreren Ingress-Steuerkanälen 204 der Kommunikationskanäle 204 empfangen wurde. Diese Statusinformation könnte zum Beispiel die Verfügbarkeit eines oder mehrerer Kommunikationsknoten zur Weiterleitung von Daten an ein Ziel oder eine Fähigkeit zur Erfüllung einer mit dem Datenpaket verknüpften Dienstanforderung beinhalten. Der Fabric Packet Director würde dann einen weiterleitenden Egress-Datenkanal aufgrund der erwarteten Anzahl von „Sprüngen" oder dazwischenliegenden Kommunikationsknoten auswählen, um einen Ziel-Kommunikationsknoten zu erreichen. Oder die Statusinformation könnte auch Information beinhalten, die sich auf erwartete Verzögerungen in der Weiterleitung von Daten von Egress-Kanälen bestimmter Kommunikationsknoten bezieht. Dann würde der Fabric Packet Director einen weiterleitenden Egress-Datenkommunikationskanal aufgrund der erwarteten Verzögerung bis zur Ankunft am Ziel-Kommunikationsknoten auswählen. Dies sind jedoch lediglich Beispiele dafür, wie ein Fabric Packet Director einen aus einer Mehrzahl von Egress- Datenkommunikationskanälen auswählen würde, um eine Nachricht weiterzuleiten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
System 200 umfasst einen lokalen Prozessor 218, um lokale Verarbeitungsaufgaben durchzuführen, wie zum Beispiel Handhabungsausnahmen, Verarbeitungsfunktionen des ausführenden Netzwerks (zum Beispiel Steuern des Routing der Datenpakete unter den Faserfunktionen 222 entsprechend einer Netzwerk-Politik) und Zugriff auf lokale Datenbanken. System 200 könnte auch über eine Hublink 230 zu einem (nicht dargestellten) Datenbus an einen externen Prozessor gekoppelt sein (nicht dargestellt). Der externe Prozessor könnte über eine Steuerschnittstelle Befehle an den lokalen Prozessor 218 geben, eine oder mehrere Netzwerk-Politiken zu implementieren. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie ein System einen lokalen und einen externen Prozessor zur Steuerung der Art, wie Daten in einem Netzwerk übertragen werden, einsetzen kann, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
System 200 umfasst ferner eine DME 226 (Datenverschiebungs-Engine), um Datenpakete in einem Speicher 216 zu speichern, die an ein Ziel weiterzuleiten sind. Die DME 226 könnte ein oder mehrere Datenpakete speichern, die zu kombinieren und an ein Ziel zu übertragen sind. Ferner könnte die DME 226 die Weiterleitung eines oder mehrerer Datenpakete verzögern, um eine tiefere Datenpaketanalyse miteinander verwandter Datenpakete zu ermöglichen. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie ein Datenpaket temporär zur weiteren Verarbeitung gespeichert werden kann, bevor es an einen Zielort weitergeleitet wird. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie ein Datenpaket zur zukünftigen Verarbeitung temporär gespeichert werden kann, bevor es an ein Ziel weitergeleitet wird, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Wenn ein Datenpaket an einem Kommunikationsknoten ankommt, um an ein Randziel wie an ein an einen Rand-I/O-Kanal 214 gekoppeltes Randgerät (zum Beispiel ein Randgerät oder ein Ziel in einem Randnetz) weitergeleitet zu werden, könnte eine zugehörige Faserfunktion 222 versuchen, die Daten mit einem dem Randziel entsprechenden Verschlüsselungsschlüssel zu verschlüsseln. Wenn die Faserfunktion 222 die empfangenen Daten nicht mit einer Randzieladresse verknüpfen kann, könnte die Faserfunktion 222 die Daten an die DME 226 weiterleiten und eine Nachricht an den lokalen Prozessor 218 senden, die Bestimmung einer Zieladresse anzufordern. Der lokale Prozessor 218 könnte nun aufgrund von anderen Informationen im Datenpaket, die sich auf ein Ziel beziehen, den DDR-Speicher 216 auf eine Zieladresse durchsuchen. Wenn eine solche Zieladresse gefunden wird, könnte der lokale Prozessor 218 die Zieladresse an die empfangenen Daten in der DME 226 anhängen und die Übertragung des Datenpakets an ein mit der angehängten Adresse verknüpftes Ziel einleiten.
In der dargestellten Ausführungsform könnte ein Datenpaket an Ziele gemäß einer Zieladresse im Datenpaket weitergeleitet werden. Dementsprechend könnten Faserfunktionen 214, DME 226 oder Fabric Interface 220 auf Datenbanken zugreifen und diese verwalten, wobei die Zieladresse mit anderer Information in einem Datenpaket verknüpft würde, die sich auf ein Ziel bezieht. Wenn somit ein Datenpaket ohne Zieladresse an ein Ziel weitergeleitet würde, könnte der Knoten andere Information in den Paketdaten mit einer Zieladresse verknüpfen, die Zieladresse an das Datenpaket anhängen und die Übertragung des Datenpakets in Richtung des Ziels einleiten.
Nach Verknüpfen einer anzuhängenden Zieladresse mit einem Datenpaket in der DME 226, wie oben beschrieben, könnte der lokale Prozessor 218 eine oder mehrere Nachrichten übertragen, um Daten in der Faserfunktion 222 (zur Weiterleitung der Daten an das Ziel mit der gefundenen Zieladresse) oder Daten im Fabric-Speicher 224 (zur Weiterleitung der von benachbarten Kommunikationsknoten empfangenen Daten an Randnetze oder an Geräte, die an Rand-I/O-Kanäle 214 gekoppelt sind), zu aktualisieren. Wenn der lokale Prozessor 218 eine solche Zieladresse nicht im DDR 216 findet, könnte der lokale Prozessor 218 den externen Prozessor über einen Datenbus (wie einen PCI-Datenbus) oder eine Hublink 230 abfragen, um die Zieladresse der empfangenen Daten abzufragen. Nach Empfang dieser Zieladresse von dem externen Prozessor könnte der lokale Prozessor 218 den DDR 216 mit der Zieladresse aktualisieren, dann die DME-Engine 226 initialisieren, um die Daten an das Ziel entsprechend der Zieladresse weiterzuleiten, und die Daten in der Faserfunktion 222 oder im Fabric-Speicher 224 zum Weiterleiten von Datenpaketen, die in der Zukunft empfangen werden, wie oben besprochen, aktualisieren. Wenn der externe Prozessor die Zieladresse nicht finden kann, könnte der lokale Prozessor 218 eine Nachricht an die Fabric Interface 220 senden zum Senden einer Broadcast-Nachricht auf allen Kommunikationskanälen 204, um eine mit den empfangenen Daten verknüpfte Zieladresse zu identifizieren. Die Kommunikationsknoten, die die Broadcast-Nachricht empfangen, könnten dann ihre entsprechenden Randgeräte oder Randnetze über I/O-Kanäle abfragen. Falls die Zieladresse gefunden wird, könnte sie an den lokalen Prozessor 218 zurückgeschickt werden. Der lokale Prozessor 218 könnte daraufhin die Adresse an die Datennachricht zum Weiterleiten an ein Ziel anhängen und die Daten im DDR-Speicher 216, in der Faserfunktion 222 und im Fabric-Speicher 224 zur zukünftigen Datenpaket-Verarbeitung, wie oben besprochen, aktualisieren.
In 4 ist schematisch ein Packet Director 300 gemäß einer Ausführungsform von System 200 in 3 dargestellt. Jeder der Mehrzahl von Datenkommunikationskanälen 310 ist an einen Puffer 312 gekoppelt. Jeder Puffer 312 könnte eine oder mehrere Sendewarteschlangen für Datenpakete verwalten, die an einen benachbarten Kommunikationsknoten auf einem Egress-Kanal eines Datenkommunikationskanals 310 weiterzuleiten sind, der an einen benachbarten Kommunikationsknoten gekoppelt ist. Jeder Puffer 312 könnte ferner eine oder mehrere Empfangswarteschlangen für Datennachrichten verwalten, die an eine Sendewarteschlange eines anderen Datenkommunikationskanals 310 oder an ein Randgerät oder Randnetz über einen I/O-Kanal weiterzuleiten sind.
Der Packet Director 300 umfasst einen Prozessor 314 für jeden Datenkommunikationskanal 310. In der dargestellten Ausführungsform ist jeder Prozessor 314 mit einem Ingress-Kanal eines Datenkanals 310 verknüpft und umfasst Logik zur Weiterleitung der Datenpakete von dem Ingress-Kanal an einen Egress-Kanal eines anderen Datenkanals 310. Zum Beispiel könnte ein Prozessor 314 eine Kopfzeile eines Datenpakets in einer Empfangswarteschlange eines Puffers 312 prüfen, um zu bestimmen, wie das empfangene Datenpaket weiterzuleiten ist. Nach Auswerten der Daten in der Kopfzeile könnte der Prozessor 314 einen Egress-Kanal eines Datenkommunikationskanals 310 aufgrund von Regeln oder Datenpaket-Weiterleitungskriterien auswählen. Der Prozessor 314 könnte dann Abschnitte der Kopfzeile und Nutzlast des empfangenen Datenpakets an einen weiterleitenden Prozessor 314 weiterleiten, der mit dem ausgewählten Egress-Datenkanal verknüpft ist und zur Übertragung an einen benachbarten Kommunikationsknoten über den ausgewählten Datenkommunikationskanal 310 in eine Sendewarteschlange des zugehörigen Puffers 312 gesetzt wurde.
Gemäß einer Ausführungsform könnte eine Sendewarteschlange eines erstes Datenkommunikationskanals 310 temporär unfähig sein, ein Datenpaket zu akzeptieren, das von einem Ingress-Kanal eines zweiten Datenkommunikationskanals 310 empfangen wurde. Ein mit dem zweiten Datenkommunikationskanal 310 verknüpfter Prozessor 314 könnte dann das empfangene Datenpaket in einem Abschnitt von Fabric Speicher 316 speichern, bis der erste Datenkommunikationskanal 310 fähig ist, das empfangene Datenpaket in die Sendewarteschlange zu setzen. In der Zwischenzeit könnte der mit dem zweiten Datenkommunikationskanal 310 verknüpfte Prozessor 314 das Weiterleiten von Datenpaketen an andere Datenkanäle 310 fortsetzen. Ein mit dem ersten Datenkommunikationskanal 310 verknüpfter Prozessor 314 könnte dann den mit dem zweiten Datenkommunikationskanal 310 verknüpften Prozessor 314 benachrichtigen, wann das gespeicherte Datenpaket aus dem Fabric Speicher 316 abgerufen und in die Sendewarteschlange des ersten Datenkanals gesetzt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform könnten die Prozessoren 314 Logik zur Validierung von Paketen umfassen, die auf einem Ingress-Kanal (eines Datenkommunikationskanals 310) von einem in dem Paket enthaltenen zyklischen Redundanzcode (CRC) empfangen wurden. Wenn der CRC in dem Datenpaket nicht validiert wird, könnte der Packet Director eine Nachricht auf einem Egress-Kanal an den benachbarten Kommunikationsknoten, der das Paket gesendet hatte, senden, um das Datenpaket nochmals zu senden. Wenn ein Paket validiert wird, könnte der Packet Director eine Bestätigung auf einem Egress-Kanal an den benachbarten Kommunikationsknoten senden, so dass der benachbarte Kommunikationsknoten das Datenpaket aus dem Speicher löschen kann. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie ein Kommunikationsknoten einen CRC in einem empfangenen Datenpaket validieren kann, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
In 5 ist schematisch ein Nachrichtenübertragungs-Signalisierungssystem 400 gemäß einer Ausführungsform von System 200 in 3 dargestellt. Jeder der Mehrzahl von Steuerkanälen 410 könnte einen Ingress-Kanal zum Empfangen von Statusdaten von benachbarten Kommunikationsknoten und einen Egress-Kanal zum Senden von Statusdaten an benachbarte Kommunikationsknoten umfassen. In der dargestellten Ausführungsform könnten Prozessoren 414 Prozess-Statusdaten sammeln, die von benachbarten Kommunikationsknoten auf Ingress-Kanälen der Steuerkanäle 410 empfangen wurden. Außerdem könnten die Prozessoren 414 die Funktion der Prozessoren 314 im Fabric Packet Director 300 durchführen, der oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wurde. Auf der Basis der von den Steuerkanälen 410 empfangenen Statusdaten könnten die Prozessoren 414 einen Egress-Datenkanal (zum Beispiel einen Egress-Kanal eines in 4 veranschaulichten Datenkanals 310) auswählen, um ein empfangenes Datenpaket an einen benachbarten Kommunikationsknoten in Richtung eines Ziels weiterzuleiten.
Ein Fabric Prozessor 416 könnte Regeln zum Weiterleiten von Datenpaketen an Egress-Datenkommunikationskanäle definieren, die auf einer Netzwerkpolitik basieren, die von den Prozessoren 414 zu implementieren ist, wenn Kopfzeilen von Datenpaketen, die auf einem Ingress-Datenkommunikationskanal empfangen wurden, verarbeitet werden. Zum Beispiel könnte der Fabric Prozessor 416 Regeln zur Unterstützung von Diensten definieren (zum Beispiel VoIP, virtuelle private Netzwerke, e-commerce Dienste). Eine solche Netzwerkpolitik könnte von anderen externen Prozessen wie zum Beispiel einem externen Prozessor eingerichtet werden (zum Beispiel dem an die Hublink 230 angeschlossenen externen Prozessor, wie oben mit Bezug auf 3 beschrieben). Die Regeln könnten dann an die Prozessoren 414 in einem erweiterbaren Format übertragen werden, welches für die Weiterleitung von Datenpaketen an benachbarte Kommunikationsknoten auf Egress-Datenkommunikationskanälen zu benutzen ist.
Gemäß einer Ausführungsform könnten die Prozessoren 414 Datenpakete, wie oben mit Bezug auf 4 besprochen, weiterleiten (zum Beispiel Weiterleiten an einen benachbarten Kommunikationsknoten über einen Egress-Kanal eines Datenkommunikationskanals 310), die aufgrund von Statusinformation von benachbarten Kommunikationsknoten empfangen wurden und die den von Fabric Prozessor 416 bereitgestellten erweiterbaren Regeln unterliegen. Zum Beispiel könnte eine erweiterbare Regel diktieren, dass Datenpakete an einen Zielkommunikationsknoten weitergeleitet werden, um die erwartete Verzögerung zu minimieren. Dies könnte die Auswahl eines weiterleitenden benachbarten Kommunikationsknotens nach sich ziehen, was die erwartete Anzahl von „Sprüngen" vom weiterleitenden Kommunikationsknoten zum Zielkommunikationsknoten minimiert. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel einer erweiterbaren Regel um zu definieren, wie Datenpakete aufgrund von Statusdaten an einen benachbarten Kommunikationsknoten weitergeleitet werden könnten, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Gemäß einer Ausführungsform könnten die Prozessoren 314 und 316 eine erweiterbare Sprache zur Unterstützung von Dienstklassen und Dienstqualität definieren, die mit Datenpaketen verknüpft sind. Datenpakete könnten ein oder mehrere Wörter beinhalten, die sich auf Routing, Dienste und Befehle beziehen. Die Prozessoren 314 und 316 könnten die Wörter interpretieren, um eine Netzwerkpolitik zur Bereitstellung von Video, Sprache oder anderen Diensttypen zu implementieren. Eine solche erweiterbare Sprache könnte universell an allen Kommunikationsknoten in einem Netzwerk gemäß der Darstellung in 1 implementiert werden.
In einer Ausführungsform, in der die Kommunikationsknoten über Kommunikationskanäle in drei Kommunikationspfad-Dimensionen x, y und z aneinander zu koppeln sind, wie oben mit Bezug auf 1 und 2 veranschaulicht, könnte zum Beispiel die Mindestanzahl von Sprüngen unter Einsatz von dreidimensionaler Matrix-Arithmetik bestimmt werden. Ein Routing-Abstand könnte durch Hinzufügen der Differenzen in den x-, y- und z-Kommunikationspfad-Dimensionen bestimmt werden, die den weiterleitenden Kommunikationsknoten und den Ziel-Kommunikationsknoten von einander trennen (zum Beispiel die Anzahl der dazwischenliegenden Kommunikationsknoten oder Sprünge in jeder der Kommunikationspfad-Dimensionen). In einer Ausführungsform, in der Kommunikationsknoten an entgegengesetzten Enden auf einem gemeinsamen Koordinatenpaar direkt über einen Kommunikationskanal unabhängig von einem dazwischenliegenden Kommunikationsknoten gekoppelt sind, könnten jedoch ein oder mehrere zusätzliche Routing-Abstände aus einer Route, die sich in Richtung vom weiterleitenden Kommunikationsknoten weg und vom Zielkommunikationsknoten weg erstreckt (zum Beispiel einem Knoten am „Ende" des Netzwerks), bestimmt werden, wobei die Route einen Kommunikationskanal beinhalten könnte, der Kommunikationsknoten an entgegengesetzten Enden des Netzwerks miteinander koppelt. Eine am weiterleitenden Kommunikationsknoten ausgewählte Route könnte dann die kleinste Anzahl von erwarteten Sprüngen beinhalten. Dies ist jedoch lediglich ein Beispiel dafür, wie ein weiterleitender Kommunikationsknoten eine Route zum Weiterleiten von Daten an einen Ziel-Kommunikationsknoten auswählen könnte, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Ferner könnte ein Datenpaket von einem weiterleitenden Kommunikationsknoten auf einem von mehreren Pfaden an den Zielkommunikationsknoten gesendet werden. Es ist jedoch möglich, dass ein oder mehrere Zwischenkommunikationsknoten außer Betrieb stehen oder zur Weiterleitung der Datenpakete auf einem bestimmten dieser Pfade nicht verfügbar sind. Wenn Information, die die Unfähigkeit eines Kommunikationsknotens zur Weiterleitung des Datenpakets auf einem bestimmten Datenpfad anzeigt, in den Statusdaten reflektiert ist, die am weiterleitenden Kommunikationsknoten empfangen wurden, könnte der Prozessor 414 des weiterleitenden Kommunikationsknotens einen benachbarten Kommunikationsknoten auswählen, der fähig ist, das Datenpaket auf einem anderen Pfad weiterzuleiten.
Gemäß einer Ausführungsform empfangen die Prozessoren 414 Statusdaten von benachbarten Kommunikationsknoten auf entsprechenden Ingress-Kanälen der Steuerkanäle 410. Die Statusdaten von irgendeinem benachbarten Kommunikationsknoten könnten Statusdaten beinhalten, die die Fähigkeit oder Verfügbarkeit jedes Egress-Datenkanals betreffen, Datenpakete an ein Ziel weiterzuleiten. Außerdem könnte der benachbarte Kommunikationsknoten von anderen Kommunikationsknoten empfangene Statusdaten an die benachbarten Kommunikationsknoten weiterleiten (zum Beispiel vom gegenwärtigen Kommunikationsknoten entfernte Kommunikationsknoten). Die Statusdaten könnten auch Statusdaten beinhalten, die die Fähigkeit oder Verfügbarkeit von Egress-Datenkanälen von drei (oder mehr) Kommunikationsknoten anzeigen, die vom gegenwärtigen Kommunikationsknoten entfernt sind. Die auf einem Ingress-Kanal eines Steuerkanals 410 empfangenen Statusdaten könnten dann von den Prozessoren 414 gemeinsam benutzt werden. Der Fabric Prozessor 416 könnte festlegen, wie die Prozessoren 414 Information wie Routing-Präferenzen und Hindernisse gemeinsam benutzen könnten (zum Beispiel Zwischenknoten, die zur Weiterleitung von Daten nicht verfügbar sind, oder die unfähig sind, eine Dienstanforderung zu erfüllen). Diese Information könnte über die Steuerkanäle 410 aus Nachrichten auf Steuerkanälen von benachbarten Kommunikationsknoten (zum Beispiel zwei Kommunikationsknoten entfernt vom gegenwärtigen Kommunikationsknoten) abgeleitet werden. Die Steuerkanäle 410 könnten auch Debugging-Information und Statusinformation zum Verfolgen von Datenpaketen über das Netzwerk übertragen.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Steuerkanäle 410 Egress-Datenkanäle zur Weiterleitung von Statusdaten an benachbarte Kommunikationsknoten. Die Statusdaten könnten Daten betreffend die Fähigkeit oder Verfügbarkeit jedes Egress-Datenkanals im gegenwärtigen Kommunikationsknoten umfassen, Datenpakete an ein Ziel weiterzuleiten. Außerdem könnten Mailboxen 418 Logik und Speicher umfassen, um die Statusdaten zu ordnen, die von benachbarten Kommunikationsknoten auf Ingress-Kanälen der Steuerkanäle 410 empfangen wurden. Die Statusdaten in den Mailboxen 418 könnten dann an benachbarte Kommunikationsknoten weitergeleitet werden, um die Auswahl von Egress-Datenkanälen zur Weiterleitung von Daten aufgrund von Statusdaten auszuwählen, die die Verfügbarkeit oder Fähigkeit von Egress-Datenkanälen von nicht-benachbarten Kommunikationsknoten betreffen, die Datenpakete an ein Ziel weiterzuleiten.
In den Ausführungsformen, die mit Bezug auf 4 und 5 dargestellt sind, umfasst ein Kommunikationsknoten sechs Ingress- und Egress-Kanäle zwischen jedem von sechs entsprechenden benachbarten Kommunikationsknoten Folglich könnte ein solcher Kommunikationsknoten als Knoten mit kubischer Struktur modelliert werden, wie oben mit Bezug auf 1 besprochen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausführungsformen in den 4 und 5 auch als Kommunikationsknoten in Form eines Polyheders höherer Ordnung (zum Beispiel mit mehr als sechs Seiten) modelliert werden können, derart, dass das Nachrichtenübertragungs-Signalisierungssystem 400 mehr als sechs Steuerkanäle 410 und Prozessoren 414 umfasst, und der Packet Director 300 mehr als sechs Datenkommunikationskanäle 310, Prozessoren 314 und Puffer 312 umfasst. Dies sind jedoch lediglich Beispiele dafür, wie ein Kommunikationsknoten in Form eines Polyheders höherer Ordnung modelliert werden kann, und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt.
Obwohl Ausführungsformen veranschaulicht und beschrieben wurden, die als beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, wird ein Fachmann erkennen, dass verschiedene andere Modifikationen vorgenommen und Äquivalente verwendet werden können, ohne vom wahren Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Außerdem könnten viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation an die Lehren der vorliegenden Erfindung anzupassen, ohne von dem hier beschriebenen zentralen erfinderischen Konzept abzuweichen. Folglich ist beabsichtigt, die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten jeweiligen Ausführungsformen zu beschränken, sondern alle in den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche fallenden Ausführungsformen in die Erfindung aufzunehmen.

Claims

Verfahren, umfassend: Empfangen einer Datenübertragung an einem ersten Kommunikationsknoten (2 oder 102) in einem Kommunikationsnetzwerk, wobei die Position des ersten Kommunikationsknotens im Kommunikationsnetzwerk durch eine kartesische Koordinate eines kartesischen dreidimensionalen Kooordinatensystems identifiziert wird, wobei die Datenübertragung Zielortinformation umfasst, die mit einem zweiten Kommunikationsknoten (2 oder 102) verknüpft ist, der durch eine kartesische Koordinate des kartesischen Kooordinatensystems identifiziert wird, wobei der erste Kommunikationsknoten an eine Mehrzahl angrenzender Kommunikationsknoten gekoppelt ist; Empfangen von Statusdaten von jedem angrenzenden Kommunikationsknoten über einen Steuerkanal (4, 104, 112, 204 oder 410), der zwischen den ersten und den angrenzenden Kommunikationsknoten gekoppelt ist, wobei die Statusdaten Statusinformation mindestens des angrenzenden Kommunikationsknotens und mindestens eines nicht angrenzenden Kommunikationsknotens enthalten; und Auswählen eines angrenzenden Kommunikationsknotens zur Weiterleitung der empfangenen Datenübertragung aufgrund der von den angrenzenden Kommunikationsknoten empfangenen Statusdaten und der kartesischen Koordinaten des ersten Kommunikationsknotens und der kartesischen Koordinaten des zweiten Kommunikationsknotens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeder der an den ersten Kommunikationsknoten angrenzenden Kommunikationsknoten über einen Kommunikationskanal an den ersten Kommunikationsknoten gekoppelt ist, welcher Kanal fähig ist, Daten in nur einer der Dimensionen des kartesischen Koordinatensystems zu übertragen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Statusinformation von jedem angrenzenden Kommunikationsknoten Statusinformation mindestens der angrenzenden Knoten erster und zweiter Ordnung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner umfasst: Empfangen einer Broadcast-Nachricht von einem ersten angrenzenden Kommunikationsknoten auf einem Datenbus, der zwischen dem ersten Kommunikationsknoten und dem angrenzenden Kommunikationsknoten gekoppelt ist; und Weiterleiten der Broadcast-Nachricht an die angrenzenden Kommunikationsknoten außer an den ersten Kommunikationsknoten.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren ferner umfasst: Verwalten eines Nachweises der Broadcast-Nachrichten, die an angrenzende Kommunikationsknoten weitergeleitet wurden; und Suspendieren des Weiterleitens der empfangenen Broadcast-Nachrichten, die vorher an angrenzende Kommunikationsknoten weitergeleitet wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner das Setzen der empfangenen Datenübertragung in die Warteschlange zur Weiterleitung über einen angrenzenden Kommunikationsknoten auf der Grundlage einer mit der Datenübertragung verknüpften Servicequalität umfasst.
Kommunikationsknoten, umfassend: Logik zum Empfang einer Datenübertragung, umfassend mit dem zweiten Kommunikationsknoten verknüpfte Zielortinformation; Logik (220, 314 oder 414) zum Empfang von Statusdaten von jedem einer Mehrzahl von angrenzenden Kommunikationsknoten (2 oder 102) über einen an den angrenzenden Kommunikationsknoten gekoppelten Steuerkanal (4, 104, 112, 204 oder 410), wobei die Statusdaten Statusinformation mindestens des angrenzenden Kommunikationsknotens und mindestens eines nicht angrenzenden Kommunikationsknotens beinhalten; Logik (220, 218, 314 oder 414) zur Auswahl eines angrenzenden Kommunikationsknotens, um die empfangene Datenübertragung auf der Grundlage der von den angrenzenden Kommunikationsknoten empfangenen Statusdaten und der kartesischen Koordinaten eines kartesischen dreidimensionalen Systems des Kommunikationsknotens innerhalb eines Kommunikationsnetzwerks und der kartesischen Koordinaten des zweiten Kommunikationsknotens weiterzuleiten.
Kommunikationsknoten nach Anspruch 7, wobei der Kommunikationsknoten darauf eingerichtet ist, an jeden der Mehrzahl von angrenzenden Kommunikationsknoten über einen Kommunikationskanal gekoppelt zu werden, wobei jeder Kommunikationskanal fähig ist, Daten in nur einer der Dimensionen des kartesischen Koordinatensystems zu übertragen.
Kommunikationsknoten nach Anspruch 7, wobei die Statusinformation von jedem angrenzenden Kommunikati onsknoten Statusinformation eines nicht angrenzenden Kommunikationsknotens umfasst.
Kommunikationsknoten nach Anspruch 7, ferner umfassend: Logik zum Empfang einer Broadcast-Nachricht von einem ersten Kommunikationsknoten auf einem Datenbus, der an den angrenzenden Kommunikationsknoten gekoppelt ist; und Logik zur Weiterleitung der Broadcast-Nachricht an angrenzende Kommunikationsknoten außer an den ersten angrenzenden Kommunikationsknoten.
Kommunikationsknoten nach Anspruch 10, ferner umfassend: Logik zur Verwaltung eines Nachweises der Broadcast-Nachrichten, die an angrenzende Kommunikationsknoten weitergeleitet wurden; und Logik zum Suspendieren des Weiterleitens empfangener Broadcast-Nachrichten, die vorher an angrenzende Kommunikationsknoten weitergeleitet wurden.
Kommunikationsknoten nach Anspruch 7, ferner umfassend Logik zum Setzen der empfangenen Datenübertragung in eine Warteschlange zur Weiterleitung über einen angrenzenden Kommunikationsknoten auf der Grundlage einer mit der Datenübertragung verknüpften Servicequalität.
System zur Übertragung von Daten an einen Zielort, umfassend: eine Mehrzahl von Kommunikationsknoten (2 oder 102), wobei mindestens einer der Kommunikationsknoten an den Zielort gekoppelt ist, und die Kommunikationsknoten durch kartesische Koordinaten eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems identifiziert werden; Logik (220, 314 oder 414) zum Empfang einer Datenübertragung an einem ersten Kommunikationsknoten, der an eine Mehrzahl von angrenzenden Kommunikationsknoten gekoppelt ist; Logik (220, 218, 314 oder 414) zur Bereitstellung von Statusdaten am ersten Kommunikationsknoten von jedem angrenzenden Kommunikationsknoten über einen Steuerkanal (4, 104, 112, 204 oder 410), der zwischen den ersten Kommunikationsknoten und den angrenzenden Kommunikationsknoten gekoppelt ist, wobei die Statusdaten Statusinformation mindestens des angrenzenden Kommunikationsknotens und mindestens eines nicht angrenzenden Kommunikationsknotens beinhalten; und Logik (220, 218, 314 oder 414) zur Auswahl eines angrenzenden Kommunikationsknotens, um die empfangene Datenübertragung auf der Grundlage der von den angrenzenden Kommunikationsknoten empfangenen Statusdaten und der kartesischen Koordinaten des ersten Kommunikationsknotens und der kartesischen Koordinaten des zweiten Kommunikationsknotens an den Zielort weiterzuleiten.
System nach Anspruch 13, wobei der erste Kommunikationsknoten darauf eingerichtet ist, an jeden der Mehrzahl von angrenzenden Kommunikationsknoten über einen Kommunikationskanal gekoppelt zu werden, wobei jeder Kommunikationskanal fähig ist, Daten in nur einer der Dimensionen des kartesischen Koordinatensystems zu übertragen.
System nach Anspruch 13, wobei die Statusinformation von jedem angrenzenden Kommunikationsknoten Statusinformation mindestens der angrenzenden Knoten erster und zweiter Ordnung umfasst.
System nach Anspruch 13, wobei der erste Kommunikationsknoten ferner umfasst: Logik zum Empfang einer Broadcast-Nachricht von einem ersten Kommunikationsknoten auf einem Datenbus, der an den angrenzenden Kommunikationsknoten gekoppelt ist; und Logik zur Weiterleitung der Broadcast-Nachricht an angrenzende Kommunikationsknoten außer an den ersten angrenzenden Kommunikationsknoten.
System nach Anspruch 16, wobei der erste Kommunikationsknoten ferner umfasst: Logik zur Verwaltung eines Nachweises der Broadcast-Nachrichten, die an angrenzende Kommunikationsknoten weitergeleitet wurden; und Logik zum Suspendieren des Weiterleitens empfangener Broadcast-Nachrichten, die vorher an angrenzende Kommunikationsknoten weitergeleitet wurden.
System nach Anspruch 13, wobei der erste Kommunikationsknoten Logik zum Setzen der empfangenen Datenübertragung in eine Warteschlange zur Weiterleitung über einen angrenzenden Kommunikationsknoten auf der Grundlage einer mit der Datenübertragung verknüpften Servicequalität umfasst.