一种用于单组播混传的banyan网络

技术领域

本发明涉及网络传输技术领域，具体涉及一种用于单组播混传的banyan网络。

背景技术

现有的满足单组播混合传输的banyan网络构造方案主要包括两种，一类是基于普通banyan网络进行设计的方案，将组播信号提前经过一个复制网络，将所需要传输的组播信息包提前复制好，存储至单播存储队列中去与单播信息包一起传输。由于普通的banyan网络无法判别组播请求，只是单纯的适用单播调度算法给单组播信息包进行决策传输，该方法使得整个网络性能下降并且大大的浪费了资源。

另一类方法则是使得banyan网络的调度有了判别组播信息传输请求的能力，即将组播信息请求的地址经过卡诺图的化简方式从而获得三态地址或是三进制地址，该方法能够让banyan网络满足组播信息请求的同时也能使得单组播信息包成功混合传输。但是该方法必须使得banyan网络或是存储器能够判别三态信号或是三进制信号，这样一定程度上也增加了网络的复杂程度。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种用于单组播混传的banyan网络，其能够降低交换网络的复杂度，并可实现单组播信号混合传输。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于单组播混传的banyan网络，包括2

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

该banyan网络从输入端向地址转换器发送信息包，该信息包包括有其所要到达的输出端的地址信息，经过地址转换器后，该信息包中的地址信息被地址转换器编码为地址码，该地址码包括有编码位，编码位具有0和1的取值，当某一编码位的值为1时，即表明与该编码位对应的输出端为该信息包所要到达的输出端，因此通过地址转换器的转换，即可将原本由多位二进制数字编码成的地址信息转换为地址码中的一个编码位，对于单播信息包而言，虽然浪费了一定的位宽，但对于组播信息包而言又节约了一定的位宽，因此总体上而言相比于原有的储存方式，经过地址转换器转换后，地址码的储存并不会占据太多位宽。

地址转换器将地址码发送至第1级交换器组的交换器之中，第1级交换器组的交换器接收信息包后，将地址码裂解为第一码和第二码，并且第一码和第二码在地址码中的位置是可知的，在第一码中具有值为1的编码位时，则对该信息包中的地址码进行重新编码，令该地址码除了第一码外的其他编码位的值均为0，此处形成的新的地址码即可随信息包通过该交换器的第一输出口一同进入下一级交换器；若第二码中也具有值为1的编码位，则对该信息包中的地址码进行重新编码，令该地址码除了第二码外的其他编码位的值均为0，此处形成的新的地址码也可随信息包通过该交换器的第二输出口一同进入下一级交换器；显然，当第一码和第二码中均具有值为1的编码位时，就需要形成两个信息包，其中具有第一码的信息包通过第一输出口发送，具有第二码的信息包通过第二输出口发送。

在第2级交换器组和之后的交换器组中，交换器接收上一级交换器所传输的信息包，并对该信息包进行提取和裂解，提取的次数依据其所在的级序确定，例如第2级交换器组中的交换器即对收到的信息包中的地址码进行一次提取和一次裂解，提取为将第1级交换器组中的交换器发送的地址码裂解为两个位数相同的中间码，并将包括有值为1的编码位的中间码输出为提取码，裂解为将该提取码裂解为两个位数相同的第一码和第二码，之后将具有值为1的编码位的第一码和第二码重新形成新的信息包并发送至下一级交换器组，直至到达最后一级交换器组。

由于交换器组的级数为k，而输出端的数量为2的k次方，因此交换器组经过k次处理后，即可将信息包传输至对应的输出端。

在本发明提供的banyan网络中，交换器不需要判断信息是否具有三种状态，并且该设计方案无需提前复制好组播信息包，在交换器判断地址码是否需要双输出口输出数据的时候再将该组播信息包进行双口同时输出，降低了交换网络设计复杂度，并且也节约了存储空间。同时由于采用逐级对信息包中的地址码进行提取和裂解的方法，保留了原本banyan网络的自由选路的特性，网络构造复杂度也较低，还可满足单组播混合传输的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种单组播混传banyan网络的结构示意图；

图2为地址转换器转换单播信号包的示意图；

图3为地址转换器转换组播信号包的示意图；

图4为信号包在不同级交换器中进行传输的示意图1；

图5为信号包在不同级交换器中进行传输的示意图2；

图6为信号包在不同级交换器中进行传输的示意图3。

主要附图标记说明：

地址转换器10；交换网络20；交换器201；第1级交换器组21；第2级交换器组22；第3级交换器组23；输入端31；输出端32。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

本发明实施例提供一种用于单组播混传的banyan网络，其包括2

输入端31设有地址转换器10，地址转换器10接收该输入端31发送的信息包，并将该信息包指向的输出端32编码为地址码后将该地址码置入该信息包；地址码包括与各输出端32一一对应且依输出端32排列顺序排列的编码位；编码位在其对应的输出端32为该信息包所指向的输出端32时取值为1，否则取值为0；

交换器201被配置为存储有该交换器201所在的交换器组在交换网络20中的级序，并适于根据以下方法确定与接收信息包的输入口连通的输出口及对信息包进行处理：

S1：获取接收到的信息包中的地址码；

S2：从地址码中提取第一码和第二码，并确定第一码和第二码在地址码中的位置；若第一码中至少存在一编码位的值为1，则该输入口将该信息包发送至第一输出口并令该信息包中的地址码除第一码外的其他编码位的值为0；若第二码中至少存在一编码位的值为1，则该输入口将该信息包发送至第二输出口并令该信息包中的地址码除第二码外的其他编码位的值为0；从地址码中提取第一码和第二码的方法包括：

若k＝1，则将该地址码裂解为两个位数相同的第一码和第二码；

若k＞1，则对该地址码进行k-1轮提取，并将第k-1轮输出的提取码裂解为两个位数相同的第一码和第二码；每轮提取中均将地址码或上一轮提取输出的提取码裂解为两个位数相同的中间码，并将包括有值为1的编码位的中间码输出为提取码，且记录该提取码在地址码中的位置。

具体而言，参照图1，图1示出了一种8*8的banyan网络架构，即k为3，其包括8个输入端31，依次编号为0-7，并包括8个依序排列的输出端32，依次编号为0-7，交换网络20中包括3级交换器组，分别为第1级交换器组21、第2级交换器组22和第3级交换器组23，每一级交换器组中均包括4个交换器201，每一交换器201中均包括两个输入口和两个输出口，其中两个输入口分别以0和1表示，两个输出口分别为第一输出口和第二输出口，其中第一输出口以0表示，第二输出口以1表示。

在输入端31和第1级交换器组21的每个交换器201之间设置有地址转换器10。

参照图2和图3，地址转换器10起到对输入端31所接收的信息包的地址信息进行重新编码的作用。

在8*8的banyan网络中，常规的用于banyan网络传输的信息包包括数据段和地址信息，其中的地址信息以3个二进制数表示，例如输出端2的二进制编码为010，输出端4的二进制编码为100，当信号包为单播信号包时，例如图2所示，信号包的包头包括有其所要到达的输出端的地址信息，例如当该单播信号包要传输至输出端2时，其信息包的包头即包括该输出端2的二进制编码010；当信号包为组播信号包时，例如图3所示，当该组播信号包要传输至输出端2、输出端4和输出端5时，其信息包的包头即包括二进制编码010、100和101。banyan网络可通过该地址信息自由选路，在无需控制信号的情况下也可实现信息包的传输。

本实施例的地址转换器10可以获取信息包中的地址信息，并重新编码为地址码后再次置入信息包中并传输至第1级交换器组21中的交换器201。具体而言，此处的地址码包括8个编码位，每一编码位在地址码中的序号确定，例如在本实施例的地址码中，编码位由上至下分别以0-7编号，其中编码位0即对应输出端0，编码位1即对应输出端1，因此地址转换器可以将原本3个二进制数表示为对应的编码位。

参照图2，当原本的信息包中的地址信息仅包括一个二进制编码为010，在地址码中即可对编码位2取值为1，同时将其他的编码位取值为0，并重新形成新的信息包；若原本的信息包中的地址信息包括多个二进制编码，例如010、100和101，在地址码中即可对编码位2、编码位4和编码位5取值为1，同时将其他的编码位取值为0，并重新形成新的信息包。

在得到新的信息包后，地址转换器10将该信息包发送至第1级交换器组21中的一个交换器201中，其输入口可以是输入口0或输入口1，交换器201接收该信息包后，对其进行处理并传输至第2级交换器组22中的一个交换器201，该交换器201对该信息包进行处理后传输至第3级交换器组23中的一个交换器201，该交换器201对该信息包进行处理后传输至相应的输出端32。

上述的过程具体可参照图4、图5和图6，其中图4和图5分别示出了单播信息包的传输过程，图6示出了组播信息包的传输过程。

以单播信息包的传输为例，第1级交换器组21中的交换器201接收的信息包中的地址码的编码位2值为1，表示该信息包需要发送至输出端2，该交换器201会将信息包中的地址码裂解为位于上侧的第一码和位于下侧的第二码，第一码和第二码均包括四个编码位，编码位2落在第一码中，而第二码中的编码位的值均为0，此时交换器以该第一码为基础重新形成地址码，并且将该地址码中除了第一码外的其他编码位的值均设为0，即将位于下侧的四个编码位的值均设为0，之后重新形成信息包；同时由于第一码位于地址码的上侧位置，因此该信息包会通过第一输出口0输出至第2级交换器组中的与该输出口连通的交换器201。

第2级交换器组中的交换器201接收到该处理过的信息包后，首先对地址码进行提取操作，即将该地址码裂解为位于上侧的第一中间码和位于下侧的第二中间码，其中第一中间码具有值为1的编码位，第二中间码不具有值为1的编码位，因此将第二中间码抛弃，留下第一中间码作为提取码输出，之后再对该提取码进行裂解，将其分为位于上侧的第一码和位于下侧的第二码，此时第一码中包括编码位0和编码位1，第二码中包括编码位2和编码位3，第二码中具有值为1的编码位，因此以第二码为基础重新形成地址码，并且该地址码中除了第二码外的其他编码位的值均设为0，即将编码位0、1的值设为0，同时将编码位4-7的值设为0，之后重新形成信息包；同时由于第二码此时相对第一码位于下侧位置，因此该信息包会通过第二输出口1输出至第3级交换器组中的与该输出口连通的交换器201。

第3级交换器组中的交换器201接收到该处理过的信息包后，首先对地址码进行提取操作，即将该地址码裂解为位于上侧的第一中间码和位于下侧的第二中间码，其中第一中间码具有值为1的编码位，第二中间码不具有值为1的编码位，因此将第二中间码抛弃，留下第一中间码作为提取码输出，之后再对该提取码进行再一轮的提取，将该提取码裂解为位于上侧的第三中间码和第四中间码，其中第三中间码具有值为1的编码位，第四中间码不具有值为1的编码位，因此将第四中间码抛弃，留下第三中间码作为提取码输出，之后再对该提取码进行裂解，其分为位于上侧的第一码和位于下侧的第二码，此时第一码中包括编码位2，第二码中包括编码位3，第一码相对第二码位于上侧位置，因此将该信息包通过第一输出口0输出至输出端2。

对于组播信号包而言，信号传输的过程与上述单播信号包的传输过程类似，区别点仅在于当获得的第一码和第二码中均包括值为1的编码位时，需要同时从第一输出口0和第二输出口1向下一级交换器组或输出端发送信息包。

通过上述过程，即可将单播信息包或组播信息包传输至其所要到达的输出端，并且保留了原本banyan网络的自由选路的特性，同时具有较低的网络复杂度。

此外，本领域人员应当理解，上述实施例虽然是对8*8banyan网络架构的说明，但仍可采用其他形式的banyan网络架构实现上述的信息传输过程，其中交换网络的输入端的数量应与输出端的数量一致，并且数量需满足2的k次方的要求。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。