[发明专利]在帧交换网络中的虚链路的路由选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及帧交换网络中的路由选择的领域，并且更具体地涉 及在AFDX网络中的路由选择的领域。

背景技术

以太网是最众所周知的局域网。以太网可以在两种不同的模式 下运行，而这两种模式是相兼容的：一种所谓的共享模式，在这种 模式中，同一个物理介质在终端之间被共享，伴随着帧之间的冲突 检测和随机存取；以及一种所谓的交换模式，在这种模式中，终端 通过虚连接来交换帧，因此确保了没有冲突。

在交换以太网中，每个终端(源终端或目的终端)被单独地连 接到一个帧交换机，而交换机通过物理连接而彼此连接。更确切地， 每个交换机具有多个端口，所述端口连接在其他交换机或终端耦合 器的端口上。在源终端和目的终端之间的虚连接被限定为帧从源终 端到目的终端经过的网络的路径。同样地，虚连接由所述帧经过的 交换机的列表来限定。对于所经过的每个交换机，帧的交换通过预 定的交换表根据目的地址来实现。该交换表非常简单，因为它按照 交换机的输入端口和帧的目的地址来指示对应的输出端口。

帧交换网络的另一个已知实例是ATM网络，其中可以建立虚 电路连接(VCC)以在源终端和目的终端之间路由基本帧或信元。 接下来，将会使用“虚链路”来表示在帧交换网络中的端到端 的第2级连接，诸如在交换以太网中的虚连接或者在ATM网络中 的虚电路连接。在帧交换网络中，以管理的方式或者通过控制计划 的信令，来对通过网络的虚链路进行路由选择。链路的路由选择在 于限定和程序化网络的不同交换机的交换表。通常，这些交换表可 以是静态的(管理地进行路由选择)或者动态的(通过信令来进行 路由选择)。

在某些情况下，通过虚链路可以获得确定的服务保证。例如， 在ATM网络中，CBR(固定比特率)服务的等级能够在链路上保 留固定的带宽和在最小信息流量。然而，因为交换机只能支持给定 最大信息流量，因此这个服务保证对链路的路由选择强加了限制。

类似地，被发展用于航空工程的AFDX(航空电子全双工交换 式以太网)网络是其中通过虚链路可以实现带宽的保留的交换以太 网。更确切地，在每个虚链路上都与帧之间的最小间隔以及最大帧 大小相关联。另外，对于每个虚链路，保证等待时间或者发送帧的 最大时间。在交换机只能保证每个输出端口的给定信息流量的情况 下，虚链路的特性再次受到路由选择的限制。

优选地，本发明适用于(但是非唯一地)AFDX网络。在网站 www.condoreng.com上可自由使用的题为“AFDX协议指南”的文 件中以及在以申请人的名义提交的专利申请FR-A-2832011中，将 会找到该网络的详细描述。下面将会简单的描述该网络的主要特 点。

如预先提及的，AFDX网络是基于交换以太网的。另外，AFDX 网络是全-双工类型，其中每个终端都可以在不同的虚链路上同时发 送和接收帧。由于虚链路具有保证等待时间的特点，因此AFDX网 络也确定通量的物理分离、带宽和信息流量。因此，每个虚链路具 有端到端所保留的路径、具有在传送间隔时的短暂中断(称为BAG， 即带宽分配间隙)并且具有最大帧大小。在每个具有预定吉格 (gigue)误差的传送间隔的开始发送帧。最后，AFDX网络是冗余 的，出于可用率的原因，它被建成双工通信。

数据以封装在以太网帧中的IP数据包的形式被传送。与传统 的以太网交换(利用接收设备的以太网地址)不同，在AFDX网络 上的帧的交换利用级联在帧头上的虚链路的标识符。当交换机在它 的输入端口之一接收帧时，该交换机辨识虚链路的标识符并且从它 的交换表上确定帧应该在其上被发送的一个或多个输出端口。在飞 行中，交换机检查所发送的帧的完整性，但是如果帧是错误的，则 不要求重新发送：被检测到的错误的帧被删除。在虚链路上传送的 帧被顺序编号。在接收时，目的终端检查帧的顺序的完整性。

每个虚链路都是单向的。该虚链路只能来自一个源终端，但是 可以同时通向多个目的终端。将虚链路区分为点对点模式(只能通 向一个接收设备)和多点模式(可以通向多个接收设备)。

图1示出了AFDX网络，该网络包括终端LRU1到LRU5和帧 交换机SW1、SW2。可以看到，将终端LRU3连接到终端LRU2的 虚链路VL₃是点对点类型的，而用于LRU2和LRU3的VL₂以及用 于LRU3到LRU5的VL₁是多点类型的。