A three-stage ATM switch with cell-level path allocation

Abstract

Abstract-A method is described for performing routing in three-stage asynchronous transfer mode (ATM) switches which feature multiple channels between the switch modules in adjacent stages. The method is suited to hardware implementation using parallelism to achieve a very short execution time. This allows cell-level routing to be performed, whereby routes are updated in each time slot. The algorithm allows a contention-free routing to be performed, so that buffering is not required in the intermediate stage. An algorithm with this property, which preserves the cell sequence, is referred to here as a path allocation algorithm. A detailed description of the necessary hardware is presented. This hardware uses a novel circuit to count the number of cells requesting each output module, it allocates a path through the intermediate stage of the switch to each cell, and it generates a routing tag for each cell, indicating the path assigned to it. The method of routing tag assignment described employs a nonblocking copy network. The use of highly parallel hardware reduces the clock rate required of the circuitry, for a given switch size. The performance of ATM switches using this path allocation algorithm has been evaluated by simulation, and is described here.

Συμβολή Στη Μελέτη Δικτύων Ασύγχρονου Τρόπου Μεταφοράς

“…∆υστυχώς όµως αποδεικνύεται ότι ένα Clos(Ν,n,m) δίκτυο έχει το χαρακτηριστικό της αυτοδροµολόγησης, αν και µόνο αν Ν/n ≤ 2 ή n = 1 και ένα Benes δίκτυο µε Ν εισόδους είναι αυτοδροµολογούµενο αν και µόνο αν N ≤ 5 [46]. Έ-τσι οδηγούµαστε υποχρεωτικά σε δροµολόγηση µε κεντρικό έλεγχο που απαιτεί υψηλή πολυπλοκότητα, όπως επισηµαίνεται στο [46] και αποδεικνύεται παραδείγµατος χάρη στην αρχιτεκτονική που προτείνεται στο [47], όπου επιστρατεύεται σύστηµα παράλληλης επεξεργασίας για τον υπολογισµό των µονοπατιών που πρέπει να ακολουθήσουν τα cells. Το κόστος και η πολυπλοκότητα βέβαια του συστήµατος παράλληλης επεξεργασίας, που χρησιµοποιείται για την κεντρική δροµολόγηση, είναι δυσανάλογο του κόστους του υπόλοιπου συστήµατος.…”

“…Πρόκειται για τις επονοµαζόµενες «διεσταλµένες» ("dilated") αρχιτεκτονικές. (Στην παράγραφο 4.ΙΙΙ περιγράψαµε το διεσταλµένο Banyan δίκτυο ⋅ στα [33], [40], [47] και [49] περιγράφονται αρχιτεκτονικές, οι οποίες θα µπορούσαν να δείξουν ανοχή σε βλάβες, αν ενσωµατώνονταν η κατάλληλη λογική σε αυτές, αλλά κάτι τέτοιο δεν περιγράφεται σε αυτές τις εργασίες ⋅ στα [50], [51] και [52], περιγράφεται και αναλύεται η ανοχή σε βλάβες αρχιτεκτονικών, οι οποίες επίσης χρησιµοποιούν πλεονάζον υλικό.) Η αρχιτεκτονική GASA από την άλλη πλευρά, δείχνει µια πάρα πολύ καλή συµπεριφορά όσον αφορά στην ανοχή σε βλάβες, η οποία προκύπτει από την εγγενή ύπαρξη πολλαπλών διαδροµών µεταξύ κάθε ζεύγους εισόδου-εξόδου, χωρίς την προσθήκη επιπλέον στοιχείων µεταγωγής ή συνδέσεων µεταξύ αυτών.…”