根据以太网局域网中端口或端口对的同步数据流操作具有可断开端口的多端口MAC桥的方法

摘要

本发明涉及一种用于操作多端口桥(B1、B2)的方法，所述多端口桥(B1、B2)用于根据业务类别以有区别的方式路由数据分组，其中，根据IEEE802.1D标准将所述数据分组划分为不同的优先级类别，并且其中引入附加的业务类别“同步信道”。以以下方式配置多端口桥(B1、B2)：以“转发”状态下操作在单向传输情况下的至少一个预定的端口以及在双向传输情况下的至少一个预定的端口对，其中，所述预定的端口或所述预定的端口对从队列转发附加业务类别IC的数据分组。在转发期间，除了所述预定的端口或端口对以外所有端口被去激活。该同步数据流不限于一个端口或一个端口对，而是可以依据传输信道的数据率被多次实现。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作根据权利要求1的前述部分的多端口桥的方法。

背景技术

US 2005/0265330A1公开了一种向对方装置和从对方装置进行数据传输的网络中继系统。

网络中继系统包括多个与对方设备的相应端口连接的端口。网络中继系统还包括连接集合控制模块，其集合若干连接以便建立被认为是逻辑连接的连接集合并且经由连接集合向每个端口进行包括同步位的控制帧信号的传输和数据传输。作为对检测到集合连接之一中出现干扰的响应，所述连接集合控制模块使得连接到普通无干扰连接的端口停止数据传输，并且发送包括设置为第一数值的同步位的控制帧信号。第一数值用于在连接至该普通连接的对方装置的相应端口停止数据传输。

基于US 7,065,050B1，一种用于在网络切换设备中控制数据流的方法与装置是已知的。该方法包括以下步骤：确定在用于端口的队列中布置的一组数据是否超过第一预定阈值，以及如果确定在该队列中布置的该组数据超过了第一阈值，则去激活至该端口的数据流，以及如果满足了预定的空间条件以及预定的时间条件，则重新激活至该端口的数据流。该装置包括：与至少一个用于接收数据的数据端口接口连接的至少一个队列，所述数据被传送到至少一个数据端口接口；以及与至少一个队列连接的存储管理单元。以以下方式设计存储管理单元：当队列中数据的填充等级达到预定的阈值数值时，它去激活数据流，并且其后当队列中数据的填充等级达到第二预定的阈值数值并且已经过了预定时间时，它重新激活至队列的数据流。

WO 2004/068798A2描述了一种对同步数据流确定优先级的方法，所述同步数据流从具有第一带宽的第一类型结构的第一总线通过使用具有比第一带宽窄的第二带宽的介质而传送至第二总线。

采用多接口桥以便将网络划分成不同的层-1分段也是已知的。由于每个分段仅传送其接收器也位于该分段内的帧，相当地大地降低了在整个网络内的关联负载。对于要求有保证的数据率的实时应用，已经创建了优先级能力(业务类别或业务种类)并在IEEE802.1D标准(电气和电子工程师协会)中列出。实践中，将数据流传统划分为不同的优先级类别对于保证对数据吞吐量的更高要求是不充分的。

发明内容

于是，本发明目的在于，相比较现有技术而言，改善数据流的实时能力，并且最小化传播延时以及相对于输入的输出抖动。

通过具有权利要求1的特征的方法达到该目的。在其他权利要求中定义本发明的有利实施例。

在用于操作依照数据分组的业务类别而有区别地进行路由(换言之，意味着在路由期间分别考虑业务类别或关于业务类别的信息)的多端口桥的方法中，引入一种附加业务类别。在本发明的一个实施例中，依照IEEE802.1D标准将数据分组细分为不同的优先级类别，并且定义附加业务类别。以以下方式配置多端口桥：对于每个传输方向，以“转发”状态操作至少一个预定的端口，如果必要，将其设置为“转发”状态，在所述“转发”状态中预定端口排他地转发来自队列的附加业务类别的数据分组。如果存在双向数据连接，则将端口对设置为“转发”状态或以“转发”状态操作。在这种背景下，除了预定的端口或预定的端口对以外的所有端口在转发期间被去激活。

在根据本发明的方法的一个实施例中，该方法包括第一检验步骤，其中检验附加业务类别是否被分配给到达业务。在第一检验步骤的肯定结果的情况下，在第二检验步骤中继续该方法，其中检验同步数据流当前是否有效。在第一检验步骤的否定结果的情况下，依照IEEE802.1D标准继续该方法。

根据依照本发明的方法的一个实施例，在第二检验步骤的肯定结果的情况下，在触发步骤继续该方法，其中触发用于在运行中向控制单元通知当前有效的同步数据流的监视器(watchdog)电路。该控制单元调整附加业务类别中的业务流的传输。在第二检验步骤的否定结果的情况下，相反，子处理进入包括以下步骤的中至少一项的操作：

-第一去激活步骤，其中除了预定的端口或端口对以外断开所有端口。因此，仅仅同步数据信道的输入与输出端口是有效的，并且作为结果，保证可能的最快传输而没有进一步的队列管理；

-保存步骤，其中保存被分配给去激活的端口的队列的数据分组，直至再次接通相应的端口；

-第二去激活步骤，其中去激活用于预定端口或预定端口对的生成树(spanning tree)机制。在保存步骤中，停止已经被去激活的端口的所有队列，这防止以后再次重新激活队列时数据的丢失(没有删除队列的内容)；

-安装步骤，其中安装监视器电路，用于超时时间的值被选择为这样的量值：在转发附加业务类别中的同步数据流期间可在任何时间唤醒该监视器电路。

本发明具有诸多优点，将在下文中列出其中一些：

避免了由管理多个端口的不同队列导致的队列延时。

因为不存在其它竞争端口的优先级机制，所以避免了同步数据流的干扰。这防止中断实时数据流的风险。

或者说，绕过(bypass)负责避免经由多个多端口桥的冗余业务路径的生成树机制。这消除了网络中的控制帧以及周期性再调节。

本发明不局限于用于新业务类别IC的同步数据流的预定端口或预定端口对。依赖于传输信道的数据率规格，有可能定义用于同步数据传输的多个端口或端口对。

附图说明

图1示出了用于图示两个多端口桥上的同步数据流的概略系统图；

图2示出了根据本发明的方法的序列的流程图；

图3示出了IC监视器处理的序列的流程图；以及

图4示出了显示业务类型、队列数量、以及用户优先级相对于彼此之间的关系的表格。

具体实施方式

图1示出了用于图示两个多端口桥B1、B2上的同步数据流的概略系统图。同步数据流的路径P引导通过用于依照业务类别而有区别地路由数据分组的第一多端口桥B1，以及用于依照业务类别而有区别地路由数据分组的第二多端口桥B2。向其静态地分配根据本发明新引入的附加业务类别IC(isochronous channel，同步信道)的每个多端口桥B1、B2的第一端口对可以排他地访问资源(队列)。切断多端口桥的所有其它端口。这些断开连接的端口展现“失效”状态并且因此不受桥管理器管理。断开连接端口的队列被“冻结”从而在重新激活该队列内相应端口之后数据没有丢失。因为路径仅由同步数据流排他地使用，所以生成树机制在第一端口对没有进入运行。

图2示出了根据本发明的方法的序列的流程图。已经从IEEE802.1D标准事先知晓位于矩形边界U之外的流程图传统部分。该流程图的传统部分K包括：帧接收步骤S1，其中接收帧；跟随帧接收步骤S1的有效拓扑执行步骤S2，其中考虑关于源端口状态ZQ的信息以及关于目的地端口状态ZZ的信息。跟随拓扑执行步骤S2的是帧滤波步骤S3，其采用滤波数据库。

流程图的传统部分K还包括第一插入步骤S4以及第二插入步骤S5，其中在每种情况下向队列插入帧。

流程图的传统部分K最后包括具有以下在时间上彼此相随的步骤的第一分支A1：传输选择S6、优先级分配S7、FCS(帧检验序列)重新计算S8以及帧传输S9。

位于边界U内的、总体上提供有参考符号E的流程图的创新部分涉及如本发明所提供的新的过程。该流程图的创新部分E首先包括检验步骤E1，其中检验附加业务类别IC是否被分配给到达业务。

在第一检验步骤E1的否定结果的情况下，依据IEEE802.1D标准在第一插入步骤S4中继续该方法。在第一检验步骤E1的肯定结果的情况下，在第二检验步骤E2中继续该方法，其中检验同步数据流当前是否有效。

在第二检验步骤E2的肯定结果的情况下，在触发步骤E3继续该方法，其中触发在运行中用于向控制单元通知数据流当前是有效的监视器电路。该控制单元调整附加业务类别中的业务流的传输。

在第二检验步骤E2的否定结果的情况下，流程图的第二分支步骤进入包括以下提及的、在时间上彼此相随的步骤的动作：

-第一去激活步骤E4，其中除了预定的端口或端口对以外切断所有端口；

-保存步骤E5，其中保存被分配给去激活的端口的队列的数据分组，直至再次接通相应端口；

-第二去激活步骤E6，其中去激活用于所选择的端口对的生成树机制；

-安装步骤E7，其中安装监视器电路，将用于超时时间的值选择为这样的量值：在同步数据流的流动期间可在任何时间唤醒(监视器触发)该监视器电路。

安装步骤E7以及触发步骤E3二者之后跟随有位于流程图的传统部分K内的第一插入步骤S4。同步数据流仅需要一个理论上依照FIFO(先入先出)原理而管理的队列。这在同步数据流传输期间消除了对其它队列的队列管理。

图3示出了包括查询步骤W1的IC监视器处理的序列的流程图，其中监视器电路查询是否出现超时信息。属于监视器处理的计数处理发生在块W。

查询步骤W1的肯定结果具有同步数据流的传输已经结束的推论(不存在监视器的触发E3)。为此原因，首先再次接通所有被去激活的端口(步骤W2)。

此外，激活所有停止的队列(步骤W3)。另外，对于没有被分配附加业务类别的端口接通生成树机制(步骤W4)。在那之后，移除IC监视器(步骤W5)，其后多端口桥再次处于其原始状态。

图4示出了证明通信类型、队列数量、以及用户优先级关于彼此之间的关系的表格。

基于从IEEE802.1D标准知晓的传统表格，提供附加业务类别IC而修改了该表格。

在表格中使用的缩写具有以下含义：

BK＝背景background，BE＝最大努力(best effort)，EE＝卓越努力(excellent effort)，CL＝控制负载，VI＝视频，VO＝语音，NC＝网络控制，IC＝同步信道。

该表格示出了新业务类别IC仅规定一个队列。不需要其它队列使得队列管理尽可能的简单高效。