异步传输模式通信装置、其控制方法及其记录媒体 本发明涉及一种ATM通信装置，它可以实现将ATM(AsynchronousTransfer Mode：异步传输模式)信元转换为对应于LAN等计算机网络通信协议的IP(Internet Protocol)包的功能和将IP包转换为ATM信元的功能。
在ATM传输网络中，为传输数据的通信协议由多个阶层(以下简称层)所构成。每一层均具有自身固有的功能，同时利用下一层的功能实现本层的功能。在这些阶层中，离用户最远的层，即低位层由物理层、ATM层以及ATM适配层(AAL:ATM Adaptation Layer)所构成。
物理层是提供为传输作为信息传输单位的ATM信元的资源的层次，生成或接收适用于传输媒体的信号波形，对其进行符号化处理、或者生成或削减传输帧等。并且，还将检查ATM信元中的信息是否有效，并将运载有效信息的ATM信元(有效信元)传输给ATM层。
ATM层在物理层的上一层，它对ATM信元进行多重化或分离，或者生成或抽出表示ATM信元传输目的地的ATM信头。
ATM适配层处在ATM层和高层的中间位置，具有对ATM信元进行分段、重装，以及验证ATM信元的正当性，将其结果传送给高层的功能。
ATM信元为了识别属于自身的虚通道(VC:Virtual Channel)或者虚路由(VP:Virtual Path)，在ATM信头中包含有标识。该标识由虚通道标识符(VCI:Virtual Channel Identifier)和虚路由标识符(VPI:Virtual Path Identifier)所构成，每个VC由VPI和VCI地组合所唯一识别。在以下的说明中对分配给VC的编号称为VC编号。
如所周知，作为如SOHO(Small Office Home Office)那样小规模计算机网络与主干网(Internet)连接的技术，往往采用路由器进行连接。为此，当主干网为ATM传输网、内部网络为以太网时，在该路由器中除了具备上述物理层、ATM层和ATM适配层的各个功能以外，还应具备将从ATM传输网传送来的ATM信元转换成对应于内部网络通信协议的IP(Internet Protocol)包，和将从内部网络传送来的IP包转换成ATM信元的功能。
以下，以该路由器为例，说明实现将ATM信元转换成IP包和将IP包转换成ATM信元功能的ATM通信装置。
图5为表示构成作为现有的一例ATM通信装置的路由器的框图。图6为表示有图5所示传送接收控制部的查阅表的一构成例。图7为表示IP包与ATM信元关系的模式图。
在图5中，现有的路由器包括进行低层处理的SAR(Segmentation AndReassembly：分段和重装)模块11、进行IP包的组装/分解并且进行高层处理的CPU12、临时保存在CPU12处理中所使用的数据的存储器13、与内部网络(以太网)进行数据通信的接口电路的第1以太网I/F部141以及第2以太网I/F部142、与ATM25型内部网络进行数据通信的接口电路的ATM25 I/F部143、保存由CPU12执行的处理程序的记录媒体15。在此，SAR模块11、CPU12、存储器13、第1以太网I/F部141、第2以太网I/F部142、ATM25I/F部143、记录媒体15之间通过作为数据传送媒体的I/O总线16进行连接。此外，第1以太网I/F部141、第2以太网I/F部142及ATM25 I/F部143是对应于与路由器连接的内部网络而分别设置，但并不限定于这样的构成。
SAR模块11包括与ATM传输网进行数据通信的接口电路PHY I/F部17、进行ATM层和ATM适配层处理的传送接收控制部18和与CPU12进行数据通信的接口电路的桥19。
传送接收控制部18包括记录VCI/VPI与路由器内使用的VC编号的关系的查阅表(参照图6)、VC编号、保存所接收的ATM信元和IP包的数据的存储器区域的地址、以及记录了付随在VC上的ATM信元数和包的长度等数据的VC表。
此外，如图7所示，在成为IP包的先头的信元(以下简称先头信元)的ATM信元中包含有该IP包传送目的地的信息(IP地址)和控制信息等所组成的IP包头。又，在成为IP包的最后的信元(以下简称最后信元)的ATM信元中包含有该IP包的长度信息和纠错用信息所组成的包尾。
在这样的构成中，下面利用图8和图9对现有的路由器的动作进行说明。
图8为表示图5所示路由器的处理程序中将ATM信元转换成IP包的程序流程图。图9为表示图5所示路由器的处理程序中将IP包转换成ATM信元的程序流程图。
在图8中，SAR模块11中的传送接收控制部18通过PHY I/F部17接收ATM信元后，首先，解析ATM信头(第S21步)，判定该ATM信元是否为IP包的先头信元(第S22步)。
当所接收的ATM信元为IP包的先头信元时，传送接收控制部18在存储器13中确保为保存构成该IP包的ATM信元的数据所需要的存储器区域(第S23步)。当所接收的ATM信元不是IP包的先头信元时，将不进行第S23步的处理而移至下一步(第S24步)处理。
然后，传送接收控制部18参照查阅表，获取与ATM信元的VCI/VPI相对应的VC编号，根据所获取的VC编号参照VC表，在第S23步中所确保的存储器区域中写入ATM信元的数据(第S24步)。在此，如果所接收的ATM信元为IP包的先头信元，则从确保该数据的存储器区域的先头地址开始写入。在VC表中写入与VC编号对应的数据所存的存储器区域的地址。该存储器区域的地址在写入ATM信元的数据后，被接下来的地址所更新。又，如果所接收的ATM信元不是IP包的先头信元，则从VC表中所记录的存储器区域的地址(已更新的地址)开始写入所接收的ATM信元的数据。
然后，传送接收控制部18对所接收的ATM信元的ATM信头再次进行解析，判定所接收的ATM信元是否是IP包的最后信元(第S25步)。如果所接收的ATM信元不是IP包的最后信元，将不执行下述的第S26步和第S27步而结束处理。
当所接收的ATM信元是IP包的最后信元时，则进行释放所使用的存储器等最后信元接收处理(第S26步)，向CPU12通知已经结束了对构成该IP包的ATM信元的接收(第S27步)。
CPU12接到ATM信元接收结束的通知后，用保存在存储器13中的ATM信元数据组装IP包，将包含在先头信元中的IP包头的内容进行解析(第S28步)，判定其传送的目的地。然后，通过第1以太网I/F部141、第2以太网I/F部142中与传送目的地对应的以太网I/F部传送IP包(第S29步)。
又，如果在第S28步中对包含在先头信元中的IP包头的内容解析的结果是该ATM信元的传送目的地为[ATM25]时，则不组装成IP包直接将ATM信元传送到ATM25 I/F部143。
下面，利用图9说明将所接收的IP包转换成ATM信元的处理程序。
在图9中，SAR模块11中的传送接收控制部18通过第1以太网I/F部141、或者第2以太网I/F部142接收到IP包时，向CPU12通知接收IP包(第S31步)。
CPU12接到接收IP包的通知后，在存储器13中确保所需的存储器区域，将所接收的IP包的数据传送到该存储器区域中(第S32步)。然后，对所接收的IP包的IP包头的内容进行解析(第S33步)，在SAR模块11中的VC表中设定连接信息(第S34步)。在连接信息中记录了表示IP包传送目的地的IP地址、VC编号、以及与付在ATM信元中的VCI/VPI的关系。
当CPU12结束第S34步处理后，传送接收控制部18从保存IP包的数据的存储器区域中读出1个信元长的数据(第S35步)，利用该数据生成ATM信元(第S36步)。这时，参照VC表用所获取的VCI/VPI的值在ATM信元上付随ATM信头。
然后，传送接收控制部18通过PHY I/F部17向ATM传输网传送所生成的ATM信元(第S37步)，并判定所传送的ATM信元是否是最后信元(第S38步)。如果所传送的ATM信元不是最后信元，则回到第S35步的处理，循环重复到第S37步之间的处理。如果所传送的ATM信元是最后信元，则结束处理程序。
又，当通过ATM25 I/F部143从内部网络接收ATM信元时，将所接收的ATM信元直接通过PHY I/F部17向ATM传输网传送。
由于在上述现有的ATM通信装置的SAR模块中不进行低层处理，所接收的ATM信元和IP包全部要向CPU传送，由CPU进行IP包的组装/分解。这时，CPU按照记录在记录媒体中的程序进行IP包的组装/分解。但是，除了进行IP包的组装/分解处理以外，CPU还要进行高层的处理，因此从ATM信元的接收到IP包的输出、或者IP包的的接收到ATM信元的输出之间存在有吞吐延迟的问题。
又，在现有的ATM通信装置中，由于所接收的所有ATM信元的数据要从SAR模块传送到存储器中，在组装成IP包后，才从CPU传送到以太网I/F部，因而对I/O总线而言则进行了两次传送。又，由于所接收的IP包的数据要传送到存储器中，再从存储器中向SAR模块一个一个传送信元，这时也和ATM信元接收时同样，在I/O总线上进行了两次传送。存在着在在I/O总线上降低数据传送速度的问题。
本发明正是为了解决现有技术所存在的问题，以提供一种可以提高对于输入ATM信元时输出IP包，或者对于输入IP包时输出ATM信元的情况下的吞吐量的ATM通信装置。
为了达到上述目的，本发明的ATM通信装置的控制方法具有进行ATM传输网的低层处理的SAR模块和上述ATM传输网的高层处理的处理装置，并实现将作为上述ATM传输网的信息传送单位的ATM信元转换成对应于计算机网络的通信协议的IP包的功能、以及将上述IP包转换成上述ATM信元的功能，该方法由上述SAR模块分别保存所接收的ATM信元的数据、以及表示所接收的ATM信元的VCI/VPI和该ATM信元的传送目的地之间关系的数据，当所接收的ATM信元是构成上述IP包的ATM信元中的先头信元时传送给上述处理装置，利用所保存的上述ATM信元的数据进行上述IP包的组装，同时根据上述VCI/VPI和该ATM信元的传送目的地之间关系确定IP包的传送目的地，由上述处理装置根据上述先头信元的数据将表示上述VCI/VPI和ATM信元的传送目的地之间关系的数据保存在SAR模块中。
又，在具有进行ATM传输网的低层处理的SAR模块和上述ATM传输网的高层处理的处理装置，并实现将作为上述ATM传输网的信息传送单位的ATM信元转换成对应于计算机网络的通信协议的IP包的功能、以及将上述IP包转换成上述ATM信元的功能的ATM通信装置的控制方法中，该方法由上述SAR模块分别保存所接收的IP包的数据、以及表示所接收的IP包的IP地址和构成该IP包的ATM信元VCI/VPI之间关系的数据，利用所保存IP包的数据生成ATM信元，同时将表示上述IP地址与上述VCI/VPI之间关系的数据付在该ATM信元的信头中，在对上述TM传输网传送上述ATM信元之前由上述处理装置将表示上述IP地址与上述VCI/VPI之间关系的数据预先保存在SAR模块中。
另一方面，本发明的ATM通信装置具有进行ATM传输网的低层处理的SAR模块和上述ATM传输网的高层处理的处理装置，并实现将作为上述ATM传输网的信息传送单位的ATM信元转换成对应于计算机网络的通信协议的IP包的功能、以及将上述IP包转换成上述ATM信元的功能，是一种包括由上述SAR模块包括临时保存所接收的ATM信元的数据的信元缓冲器、保存表示所接收的ATM信元的VCI/VPI和该ATM信元的传送目的地之间关系的数据的查阅表、当所接收的ATM信元是构成上述IP包的ATM信元中的先头信元时传送给上述处理装置并利用保存在信元缓冲器中的上述ATM信元的数据进行上述IP包的组装同时参照上述查阅表确定该IP包的传送目的地的接收传送控制部，上述处理装置根据上述先头信元的数据将表示上述VCI/VPI和ATM信元的传送目的地之间关系的数据保存在上述查阅表中的装置。
又，在具有进行ATM传输网的低层处理的SAR模块和上述ATM传输网的高层处理的处理装置，并实现将作为上述ATM传输网的信息传送单位的ATM信元转换成对应于计算机网络的通信协议的IP包的功能、以及将上述IP包转换成上述ATM信元的功能的ATM通信装置中，是一种包括由上述SAR模块具有临时保存所接收的IP包的数据的信元缓冲器、保存表示所接收的IP包的IP地址和构成该IP包的ATM信元VCI/VPI之间关系的数据的VC表和利用保存在上述信元缓冲器中的数据生成ATM信元同时参照上述VC表将该ATM信元付在该ATM信元的信头中的接收传送控制部，上述处理装置在对上述TM传输网传送上述ATM信元之前将表示上述IP地址与上述VCI/VPI之间关系的数据预先保存在上述查阅表中的装置。
进一步，本发明的记录媒体具有进行ATM传输网的低层处理的SAR模块和上述ATM传输网的高层处理的处理装置，并用于记录为了实现将作为上述ATM传输网的信息传送单位的ATM信元转换成对应于计算机网络的通信协议的IP包的功能、以及将上述IP包转换成上述ATM信元的功能的ATM通信装置中所执行的程序，是一种记录了在上述SAR模块中分别保存所接收的ATM信元的数据以及表示所接收的ATM信元的VCI/VPI和该ATM信元的传送目的地之间关系的数据，当所接收的ATM信元是构成上述IP包的ATM信元中的先头信元时给上述处理装置传送该先头信元的数据并利用所保存的上述ATM信元的数据进行上述IP包的组装同时根据上述VCI/VPI和该ATM信元的传送目的地之间关系确定IP包的传送目的地，由上述处理装置根据上述先头信元的数据将表示上述VCI/VPI和ATM信元的传送目的地之间关系的数据保存在SAR模块中的程序的记录媒体。
又，本发明的另一记录媒体具有进行ATM传输网的低层处理的SAR模块和上述ATM传输网的高层处理的处理装置，并用于记录为了实现将作为上述ATM传输网的信息传送单位的ATM信元转换成对应于计算机网络的通信协议的IP包的功能、以及将上述IP包转换成上述ATM信元的功能的ATM通信装置中所执行的程序，是一种记录了在上述SAR模块中分别保存所接收的IP包的数据以及表示所接收的IP包的IP地址和构成该IP包的ATM信元VCI/VPI之间关系的数据，利用所保存IP包的数据生成ATM信元同时将表示上述IP地址与上述VCI/VPI之间关系的数据付在该ATM信元的信头中，所述处理装置在对上述TM传输网传送上述ATM信元之前将表示上述IP地址与上述VCI/VPI之间关系的数据预先保存在SAR模块中的程序的记录媒体。
上述ATM通信装置，由于可以在SAR模块中进行IP包的组装/分解处理，将减少SAR模块与处理装置之间的数据拥挤程度，可以短缩IP包的组装/分解处理所需要的时间。
以下是附图的简要说明。
图1为表示本发明的一例ATM通信装置的路由器构成的框图。
图2为表示图1所示传送接收控制部的查阅表的一构成例的图表。
图3为表示图1所示路由器的处理程序中将ATM信元转换成IP包的程序流程图。
图4为表示图1所示路由器的处理程序中将IP包转换成ATM信元的程序流程图。
图5为表示构成作为现有的一例ATM通信装置的路由器的框图。
图6为表示图5所示传送接收控制部的查阅表的一构成例的图表。
图7为表示IP包与ATM信元关系的模式图。
图8为表示图5所示路由器的处理程序中将ATM信元转换成P包的程序流程图。
图9为表示图5所示路由器的处理程序中将IP包转换成ATM信元的程序流程图。
图中，1-SAR模块，2-CPU，3-存储器，41-第1以太网I/F部，42-第2以太网I/F部，43-ATM25 I/F部，5-记录媒体6-I/O总线，7-PHY I/F部，8-传送接收控制部，9-信元缓冲器10-桥。
以下参照附图说明本发明。
本发明的ATM通信装置为由SAR模块进行IP包的组装/分解构成。以下同样作为ATM通信装置以路由器为例进行说明。
图1为表示本发明的一例ATM通信装置的路由器构成的框图。图2为表示图1所示传送接收控制部的查阅表的一构成例的图表。
在图1中，本发明的路由器包括进行低层处理以及进行IP包的组装/分解的SAR模块1、进行高层处理的CPU2、临时保存在CPU2处理中所使用的数据的存储器3、与内部网络(以太网)进行数据通信的接口电路的第1以太网I/F部41以及第2以太网I/F部42、与ATM25型内部网络进行数据通信的接口电路的ATM25 I/F部43和保存由CPU12执行的处理程序的记录媒体5,SAR模块1、CPU2、存储器3、第1以太网I/F部41、第2以太网I/F部42ATM25I/F部43、记录媒体5之间分别通过作为数据传送媒体的I/O总线6进行连接。此外，第1以太网I/F部41、第2以太网I/F部42、ATM25 I/F部43是对应于与路由器连接的内部网络而分别设置，但并不限定于这样的构成。
SAR模块1包括与ATM传输网进行数据通信的接口电路PHY I/F部7、进行ATM层和ATM适配层处理以及进行IP包的组装/分解的传送接收控制部8、临时保存所接收到的ATM信元或者IP包的信元缓冲器9和与CPU12进行数据通信的接口电路的桥10。
传送接收控制部8包括记录VCI/VPI、VC编号、以及传送目的地的关系的查阅表(参照图2)和记录VC编号、保存所接收的ATM信元和IP包的数据的存储器区域的地址、以及付随在VC上的ATM信元数和包的长度等数据的VC表。
此外，传送接收控制部8包括有不是CPU2的控制装置。CPU2以及在传送接收控制部8中的控制装置分别读出记录在记录媒体5上程序，按照该程序执行下述处理。另外，记录媒体5可以是磁盘、半导体存储器、CD-ROM、或者其他记录手段。
又，如图2所示，在查阅表中记录的传送目的地是路由器内的各个装置(CPU2、第1以太网I/F部41、第2以太网I/F部42、ATM25 I/F部43)，并分别对应于VC编号。
在这样的构成中，下面利用图3和图4对本发明的ATM通信装置的动作进行说明。
图3为表示图1所示路由器的处理程序中将ATM信元转换成IP包的程序流程图。图4为表示图1所示路由器的处理程序中将IP包转换成ATM信元的程序流程图。
在图3中，SAR模块1中的传送接收控制部8通过PHY I/F部7接收到ATM信元后，首先，解析ATM信头的内容(第S1步)，判定该ATM信元是否为IP包的先头信元(第S2步)。
当所接收的ATM信元为IP包的先头信元时，传送接收控制部8将所接收到的ATM信元传送给CPU2(第S3步)。当所接收的ATM信元不是IP包的先头信元时，将不进行第S3步的处理而移至下一步(第S6步)处理。
CPU2解析包含在先头信元内的IP包头的内容(第S4步)，将所接收的ATM信元的传送目的地(也是IP包的传送目的地)记录在查阅表中(第S5步)。
由CPU2执行的第S5步的处理结束后，传送接收控制部8在信元缓冲器9内确保所需要的存储器区域。然后，参照查阅表，获取与所接收的ATM信元的VCI/VPI相对应的VC编号，根据所获取的VC编号参照VC表，在确保的存储器区域中写入所接收的ATM信元的数据(第S6步)。在此，如果所接收的ATM信元为IP包的先头信元，则从确保的存储器区域的先头地址开始写入所接收的ATM信元。在VC表中记录与VC编号对应的数据所存的存储器区域的地址。该存储器区域的地址在写入ATM信元的数据后，被接下来的地址所更新。又，如果所接收的ATM信元不是IP包的先头信元，则从VC表中所记录的存储器区域的地址(已更新的地址)开始写入所接收的ATM信元的数据。
然后，传送接收控制部8对所接收的ATM信元的信头再次进行解析，确认所接收的ATM信元是否是IP包的最后信元(第S7步)。
如果所接收的ATM信元不是IP包的最后信元，将不执行下述的第S8步和第S9步而结束处理。当所接收的ATM信元是IP包的最后信元时，则进行利用保存在信元缓冲器9中的ATM信元数据组装IP包，释放所使用的存储器等最后信元接收处理(第S8步)。然后参照查阅表确认IP包的传送目的地通过第1以太网I/F部41、第2以太网I/F部42中与传送目的地对应的以太网I/F部传送IP包(第S9步)。
此外，如果在第S6步中参照查阅表的结果表明所接收的ATM信元的传送目的地为[ATM25]时，则不在信元缓冲器9中确保存储器区域，直接将ATM信元传送到ATM25 I/F部4。
下面，利用图4说明将所接收的IP包转换成ATM信元的处理程序。
对于ATM传输网而言在ATM信元传送之前有必要进行连接的设定。在该连接设定时CPU2将预先在VC表中记录表示IP包的传送目的地的IP地址、Vc编号、以及付随在ATM信元上表示VCI/VPI关系的连接信息。
在图4中，SAR模块1中的传送接收控制部8通过第1以太网I/F部41、或者第2以太网I/F部42接收到IP包时，首先在信元缓冲器9中确保所需要的存储器区域，将所接收的IP包数据传送到所确保的存储器区域中(第S11步)。
然后，参照VC表，确定根据包含在所接收的IP包的IP包头中的IP地址、VC编号、以及付随在ATM信元上的VCI/VPI关系构成该IP包的ATM信元的传送路径(第S12步)。
接下来，从保存IP包的数据的信元缓冲器9中的存储器区域读出1个信元长的数据，利用该数据生成ATM信元(第S13步)。这时，在ATM信头中写入参照VC表所获取的VCI/VPI的值。
然后，传送接收控制部8通过PHY I/F部17向ATM传输网传送所生成的ATM信元(第S14步)，并确认所传送的ATM信元是否是最后信元(第S15步)。如果所传送的ATM信元不是最后信元，则回到第S12步的处理，循环重复到第S14步之间的处理。如果所传送的ATM信元是最后信元，则结束处理程序。
又，当通过ATM25 I/F部143从内部网络接收到数据时，将所接收的数据直接通过PHY I/F部17向ATM传输网传送。
因此，依据本发明的ATM通信装置，由于可以在SAR模块1中进行IP包的组装/分解处理，将减少SAR模块1与CPU2之间的数据拥挤程度，可以短缩IP包的组装/分解处理所需要的时间，从而提高吞吐量。
又，如果对相同的传送地址接收到对应于IP包的ATM信元时，只是将最初所接收到IP包的先头信元传送给CPU2，在查阅表中设定了该传送目的地后，从第2次接收到IP包以后可以直接向以太网I/F部传送数据，可以更进一步提高吞吐量。
此外，在上述说明中，虽然是以路由器为例说明了ATM通信装置，只要是具有将ATM信元转换成IP包，或者将IP包转换成ATM信元功能的装置，无论是什么样的装置都可以适用本发明。
由于本发明具有以上说明的构成，所以可以具有以下效果。
由于可以在SAR模块1中进行IP包的组装/分解处理，可以减少SAR模块1与处理装置之间的数据拥挤程度，可以短缩IP包的组装/分解处理所需要的时间。因此，可以提高对于输入ATM信元而输出IP包，或者对于输入IP包而输出ATM信元的吞吐量。