BRPI0621939B1 - Método para processar pacotes de unidifusão por ethernet recebidos em um comutador de ethernet, e, comutador de ethernet - Google Patents

Abstract

método para processar pacotes de unidifusão por ethernet recebidos em um comutador de ethernet, e, comutador de ethernet um método em um comutador de ethernet (1), e um comutador de ethernet (1) fornecido com um arranjo (702, 704, 706) para processar pacotes de unidifusão recebidos tendo um endereço de destino desconhecido enfileirando esses pacotes em uma área de armazenamento temporário de inundação em cada porta de saída de interface (3a-d) do comutador, onde o tráfego na área de armazenamento temporário de inundação é programado como tráfego de baixa prioridade.

Description

“MÉTODO PARA PROCESSAR PACOTES DE UNIDIFUSÃO POR ETHERNET RECEBIDOS EM UM COMUTADOR DE ETHERNET, E, COMUTADOR DE ETHERNET” CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a um método em um comutador de Ethemet, e a um comutador de Ethemet fornecido com um arranjo, para processar pacotes de unidifusão por Ethemet recebidos, e em particular para processar pacotes de unidifusão por Ethemet recebidos tendo um endereço de destino que é desconhecido para o comutador.

FUNDAMENTOS

[002] Vários dispositivos de comunicação estão disponíveis hoje que são capazes de comunicação de multimídia baseada em pacote usando o IP (protocolo de Internet), e. g. móvel computadores e telefones de comunicação móveis ou fixos, e serviços de multimídia tipicamente usam transmissão baseado em IP de dados codificados representeando conteúdo de mídia, tal como e. g. vídeo, áudio e texto.

[003] IP-TV (televisão de protocolo Internet) distribui conteúdo de televisão/vídeo para um cliente/assinante através de uma conexão de banda larga, e o conteúdo é preferencialmente recebido por um aparelho conectado a um mostrador de televisão, que pode estar localizado na casa do cliente/assinante.

[004] Em televisão a cabo convencional, todos os canais disponíveis são entregues, de forma simultânea, a cada assinante, criando limitações com relação ao número de canais e contribuindo com escassez de largura e degradação da qualidade. Em IP-TV, ao contrário, somente o conteúdo solicitado é transmitido para o aparelho do observador quando o observador muda o canal ou seleciona um programa. IP-TV fornece um alta qualidade de imagem, assim como qualidade de som, e permite interatividade e observação “sob demanda” do conteúdo selecionado pelo usuário.

[005] IP-TV padrão requer uma taxa de transmissão de bits de 5-6 Megabits por segundo e HD IP-TV requer 12-20 Megabits por segundo.

[006] Vantajosamente, a distribuição envolve o uso de Ethemet, preferencialmente Gigabit Ethemet (GbE) ou 10 Gigabit Ethemet (lOGbE), suportando taxas de bit de transferência de dados de 1 Gigabit por segundo ou 10 Gigabit por segundo, respectivamente. Ethemet é mais amplamente usado hoje em dia como padrão de LAN, envolvendo um padrão de rede de camada 2 comutado para conectar vários dispositivos de comunicação em uma via de comunicação comum, que pode formar um segmento. Vários segmentos podem ser conectados a um comutador de Ethemet para formar um topologia de rede adequada, e. g. uma árvore, e comutadores de Ethemet podem ser interconectados, e. g. em uma topologia em anel, e por meio disso, conectar um muito grande número de dispositivos de comunicação em uma rede de Ethemet.

[007] O tráfego é transportado com até oito diferentes prioridades considerando a QoS (Qualidade de Serviço), e a prioridade é indicada em um campo de CoS (Classe de Serviço) no pacote de Ethemet. Os pacotes de Ethemet são formados por um protocolo chamado MAC (Controle de Acesso de Meio), que encapsula os dados da carga útil adicionando um cabeçalho antes dos dados, o cabeçalho compreendendo o endereço de origem e um endereço de origem.

[008] Uma rede de Ethemet usa dois endereços para identificar a origem e destino de cada pacote de dados, e os endereços são comumente referenciados como endereços de MAC, que são únicos para cada dispositivo. O endereço de destino pode especificar ou um único dispositivo receptor ou nó receptor (transmissão por unidifusão), um gmpo de dispositivos receptores (transmissão por multidifusão), ou o conjunto de todos os dispositivos receptores (multidifusão).

[009] Em transmissão por unidifusão em uma LAN, um pacote é enviado a partir de uma única fonte para um único destino dentro da LAN, e em transmissão por multidifusão, um pacote é enviado a partir de uma fonte para um destino que é um conjunto de todos os dispositivos conectados à LAN. Em transmissão por multidifusão, um pacote é enviado a partir de uma fonte que é um conjunto de um ou mais dispositivos, e para um destino que é um conjunto de um ou mais dispositivos conectados à LAN. Assim sendo, transmissão por multidifusão denota uma técnica de funcionamento de rede para entregar o mesmo pacote, de forma simultânea, para um grupo selecionado de clientes. Ao contrário, multidifusão, um dispositivo vai receber uma transmissão por multidifusão somente se ele pertence a um endereço de transmissão por multidifusão específico, e o membro de um grupo de transmissão por multidifusão pode ser dinâmico. O endereço de destino em um pacote de Ethemet indica se o pacote é um pacote de multidifusão para ser enviado para todos os dispositivos conectados, ou um pacote de transmissão por multidifusão a ser enviado somente para um grupo selecionado de dispositivos.

[0010] Um comutador de Ethemet é uma ponte entre dois ou mais segmentos da LAN de Ethemet, o comutador tendo duas ou mais portas de interface, e ao contrário um centro de passagem é capaz de passar à frente um pacote de dados recebido para somente uma porta ou portas de comunicação requeridas. E por meio disso, o comutador é capaz de reduzir o número de pacotes nos diferentes segmentos da LAN de Ethemet, e a carga nos segmentos, aumentando o desempenho total, assim como reduzindo o risco de observação por um computador não autorizado conectado a um segmento da LAN.

[0011] Quando o comutador recebe um pacote de Ethemet através de uma porta, ele examina o endereço de origem no cabeçalho do pacote e registra em que porta foi recebido, aprendendo os endereços de MAC dos dispositivos conectados através de cada porta. As associações entre endereços de MAC e as portas de interface do comutador são armazenados em uma tabela de MAC localizada no comutador. Assim sendo, o comutador de Ethemet aprende um endereço de MAC associado a uma porta específica e armazena a associação em uma tabela de MAC, e este procedimento é comumente denotado aprendizado de MAC. Contudo, a associação armazenada é normalmente eliminada da tabela de MAC após um determinado tempo a expirar.

[0012] Quando um pacote é recebido, o comutador também examina o endereço de destino, e varre a tabela de MAC para encontrar o endereço de MAC do endereço de destino, para ver se qualquer associação para uma porta de interface está armazenada, e. g. devido a um pacote tendo sido recebido mais cedo a partir de um endereço de origem tendo o mesmo endereço de MAC como o endereço de destino.

[0013] Se o cabeçalho indica um destino de multidifusão, o pacote é transmitido através de todas as portas de comunicação de saída do comutador, exceto a porta de entrada.

[0014] Se o cabeçalho indica um destino de unidifusão, e o endereço de MAC é encontrado na tabela de MAC e o endereço não está associada com a porta através da qual ele foi recebido, i. e. a porta de entrada, o comutador passa adiante o pacote para a porta associada com este endereço de MAC.

[0015] Se o cabeçalho indica um destino de unidifusão, e o endereço de MAC do endereço de destino é encontrado na tabela de MAC, mas este endereço está associada com a porta de entrada, i.e. a porta através da qual o pacote foi recebido, o pacote é descartado, já que ele já deve ter sido recebido pelos dispositivos conectados à porta de entrada.

[0016] Contudo, se o cabeçalho indica um destino de unidifusão e o endereço de MAC não é encontrado na tabela de MAC, a localização do dispositivo de destino é desconhecido para o comutador. A localização do dispositivo de destino será desconhecida para o comutador quando nenhum pacote foi recebido a partir do dispositivo de destino antes, ou quando o endereço de MAC do dispositivo de destino foi eliminado, e. g. devido a um re-início recente ou um intervalo de tempo a expirar passado da tabela de MAC. Já que o comutador pode não encontrar o endereço de MAC na tabela de MAC, ele está impossibilitado de determinar a porta ao qual o dispositivo de destino está conectado. Por conseguinte, o comutador vai “radiodifundir” o pacote enviando-o através de todas as portas de comunicação de saída do comutador, mas não através da porta de entrada, já que os dispositivos conectados a este segmento da LAN já devem ter recebido o pacote. O procedimento que o comutador transmite um pacote de unidifusão tendo um endereço de destino desconhecido através de todas as portas de comunicação de saída é convencionalmente referenciado como inundação, ou inundação por unidifusão. Isto permite uma rápida entrega de pacotes para seus destinos mesmo que o endereço de MAC seja desconhecido para um ou mais de comutadores na LAN, mas o empecilho é que isto consome mais recursos.

[0017] Assim sendo, a ocorrência de inundação por unidifusão é normal, mas devido a determinados eventos um maior número de pacotes será inundado, o que pode afetar o desempenho da rede. Tal um evento pode e. g. ser uma mudança da topologia devido a uma adição ou uma remoção de um comutador, uma falha de elo de comunicação, uma mudança de configuração da LAN, ou uma substituição de hardware, e quando as mudanças de topologia, as associações armazenadas entre os endereços de MAC e as portas de comunicação não são mais relevante. Conseqüentemente, o comutador tem de eliminar todas as entradas na tabela de MAC de modo a minimizar pacotes com direção errada. Após uma atualização, e. g. uma eliminação, da tabela de MAC, o endereço de MAC do destino de um pacote recebido será desconhecido para o comutador, e o pacote será “radiodifundido” através de todas as portas de comunicação, exceto a porta de entrada. Contudo, o comutador vai examinar o cabeçalho do pacote recebido, determinar o endereço de origem, e adicionar a associação entre o endereço de MAC da origem e a porta de entrada como uma nova entrada na tabela de MAC, e eventualmente uma tabela atualizada de MAC será criada.

[0018] Se múltiplos caminhos existem para o mesmo destino na LAN, e um pacote tem um destino desconhecido, a inundação forçaria o pacote a ser enviado de volta ao comutador original. O protocolo de Spanning Tree é designado para prevenir laços na rede bloqueando caminhos redundantes e assegurar que somente um caminho ativo existe entre cada dois comutadores na rede. Isto é efetuado por meio de unidades de dados de protocolo de ponte de comunicação (BPDUs) identificando caminhos, i. e. portas de comunicação, para serem bloqueados. O protocolo Spanning Tree (STP) vai reduzir o intervalo de tempo a expirar da tabela de MAC no evento de uma mudança de topologia, e isto vai aumentar a ocorrência de endereços de destino desconhecidos, e causar inundação das portas de comunicação de saída pelos pacotes de unidifusão recebidos. De acordo com o protocolo de Spanning Tree rápido (RSTP), a tabela de MAC será atualizada imediatamente quando a topologia muda, que vão conduzir à inundação de pacotes de unidifusão recebidos, até novas entradas terem sido adicionada a uma tabela de MAC.

[0019] Um outro protocolo de Ethemet comumente usado é Ethemet Comutação de Proteção Automática (EAPS), fornecendo uma topologia em anel de Ethemet de comutadores de Ethemet interconectados, cada comutador conectando segmentos de dispositivos de comunicação. O EAPS fornece um rápido mecanismo de recuperação quando uma falha de elo de comunicação ocorre no anel de Ethemet, com nenhuma limitação no número de nós no anel, mas uma falha de elo de comunicação envolve atualizar de tabelas de MAC, conduzindo à inundação dos comutadores.

[0020] A inundação de pacotes de unidifusão tendo endereços de MAC desconhecidos vai causar sobrecarga excessiva das portas de comunicação de elo de comunicação de descida comparativamente pequena, e por meio disso, conduzindo a um atraso ou queda do tráfego de dados que é destinado para qualquer das portas de comunicação de elo de comunicação de descida sobrecarregadas.

[0021] Um comutador de Ethemet recebe tráfego com diferente prioridade de tráfego considerando a Qualidade de Serviço indicado pela Classe de Serviço (P-bit) Ethemet em um pacote de Ethemet recebido, ou pela Classe de Serviço de IP. O tráfego é normalmente programado e enfileirado logicamente em diferentes áreas de armazenamento temporário prioritárias de saída nas portas de interface de saída com base na configuração da Classe de Serviço para cada pacote, e isto também é verdade quando o endereço de MAC é desconhecido para um comutador. Por conseguinte, tráfego de alta prioridade inundado será transportado com alta prioridade através de cada porta de saída do comutador, conduzindo à sobrecarga, e pacotes perdidos e descartados.

[0022] As conseqüências da inundação serão maiores quando o Ethemet é usado para transportar tráfego de dados de alta prioridade, tal como IP-TV, VoIP e jogos. Quando uma falha afeta o tráfego de alta prioridade, o tráfego será inundado em muitas portas de comunicação sem quaisquer receptores, resultando em descarte de pacotes no tráfego de baixa prioridade, assim como no tráfego de alta prioridade, devido ao tráfego excessivo durante a fase de inundação.

[0023] Assim sendo, a inundação de pacotes de unidifusão apresentam um problema nas redes de Ethemet, especialmente com as altas taxas de bit de 10 Gigabit Ethemet e Gigabit Ethemet usado em conexão com e. g. o EAPS e RSTP em transmissão por multimídia, tal como IP-TV e VoIP, conduzindo à distúrbios na transferência do conteúdo de multimídia.

[0024] SUMÁRIO

[0025] O objeto da presente invenção é endereçar os problemas esboçados acima, e fornecer eficiente processamento dos pacotes de unidifusão de Ethemet recebidos tendo um endereço de destino que é desconhecido para o comutador, e por meio disso, reduzindo as perdas de transmissão causadas pela inundação. Este objeto e outros são alcançados através das reivindicações independentes anexas.

[0026] De acordo com um aspecto, um método em um comutador de Ethemet é fornecido para processar pacotes de unidifusão por Ethemet recebidos, o comutador tendo duas ou mais portas de interface, e cada porta fornecida com uma área de armazenamento temporário de saída logicamente dividida em diferentes áreas de armazenamento temporário prioritárias. O método compreende os seguintes estágios: - uma determinação do endereço de destino e da prioridade de tráfego de um pacote de unidifusão recebido; - uma procura por uma associação armazenada entre o mencionado endereço de destino e uma porta de interface do comutador; - se uma associação é encontrada, o pacote é programado e enfileirado em uma das mencionadas áreas de armazenamento temporário prioritárias da área de armazenamento temporário de saída na porta de interface associada de acordo com sua prioridade de tráfego; - se nenhuma associação é encontrada, o pacote é inundado enfileirando o pacote em uma área de armazenamento temporário predeterminada de inundação em cada porta de saída de interface do comutador, onde o tráfego em mencionada área de armazenamento temporário de inundação é programado como tráfego de baixa prioridade.

[0027] O tráfego na mencionada área de armazenamento temporário de inundação pode ser programado com a prioridade de tráfego mais baixa.

[0028] O pacote pode ser enfileirado em uma das áreas de armazenamento temporário de inundação logicamente separadas por prioridade na área de armazenamento temporário de inundação de acordo com sua prioridade de tráfego, e prioridade de tráfego pode corresponder à prioridade indicada pela Classe de Serviço (CoS) de Ethemet no pacote de Ethemet.

[0029] O endereço de destino no mencionado pacote de Ethemet pode indicar o endereço de MAC do dispositivo de destino do pacote, e a associação entre o mencionado endereço de MAC e uma porta de interface pode ser armazenada em uma tabela de MAC no comutador.

[0030] A inundação de um pacote de unidifusão recebido através de uma porta de entrada do comutador pode envolver transmissão através de cada porta de interface do comutador, exceto através da mencionada porta de entrada.

[0031] De acordo com um outro aspecto, um comutador de Ethemet tem duas ou mais portas de interface, cada uma fornecida com uma área de armazenamento temporário de saída logicamente dividida em áreas de armazenamento temporário de prioridades diferentes, e o comutador é fornecido com um arranjo para processar pacotes de unidifusão recebidos, o mencionado arranjo compreendendo: - uma unidade de determinação para determinar o endereço de destino e o tráfego prioridade de um pacote de unidifusão recebido; - uma unidade de busca para encontrar uma associação armazenada entre o mencionado endereço de destino e uma porta de interface do comutador; - uma unidade de programação para programar e enfileirar o pacote em uma das áreas de armazenamento temporário prioritárias da área de armazenamento temporário de saída em uma porta de interface associada de acordo com sua prioridade de tráfego, e para enfileirar um pacote de unidifusão recebido, para o qual nenhuma associação armazenada é encontrada, em uma área de armazenamento temporário pré-determinada de inundação em cada porta de saída de interface do comutador, onde o tráfego na mencionada área de armazenamento temporário de inundação é programado como tráfego de baixa prioridade.

[0032] O tráfego na área de armazenamento temporário de inundação pode ser programado com a prioridade mais baixa.

[0033] A área de armazenamento temporário de inundação pode ser ainda logicamente dividida em áreas de armazenamento temporário de inundação de prioridades diferentes para programar e enfileirar os pacotes de unidifusão de inundação de acordo com sua prioridade de tráfego, e a mencionada prioridade de tráfego pode corresponder à prioridade indicada pela Classe de Serviço (CoS) de Ethemet no pacote de Ethemet.

[0034] O endereço de destino no mencionado pacote de Ethemet pode indicar o endereço de MAC do dispositivo de destino do pacote, e o comutador pode compreender a tabela de MAC para armazenar as associações entre o mencionado endereço de MAC e uma porta de interface.

[0035] A unidade de programação pode ser arranjada para transmitir um pacote de unidifusão recebido através da porta de entrada, e para o qual nenhuma associação com o endereço de destino é armazenada, através de cada porta de interface do comutador, exceto através de mencionada porta de entrada.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

[0036] A presente invenção será agora descrita em mais detalhe e com referência aos desenhos anexos, nos quais: - Fig. 1, de forma esquemática, ilustra um comutador de Ethemet convencional, - Fig. 2, de forma esquemática, ilustra as áreas de armazenamento temporário de saída de uma porta de interface de um comutador de Ethemet, - Fig. 3 ilustra um pacote de Ethemet, - Fig. 4 ilustra um anel de comutadores de Ethemet, - Fig. 5 ilustra o tráfego de dados no anel da figura 4, no caso de uma falha do elo de comunicação, - Fig. 6 é um fluxograma de um procedimento para processar um pacote com endereço de destino desconhecido de acordo com uma primeira modalidade da invenção, e - Fig. 7 ilustra um comutador de Ethemet fornecido com um arranjo para processar pacotes de unidifusão recebidos de acordo com a primeira modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0037] Na seguinte descrição, detalhes específicos são estabelecidos, tais como particular seqüências de estágios e configurações de dispositivo de modo a fornecer um aprofundado entendimento da presente invenção. Contudo, é aparente para uma pessoa qualificado na arte que a presente invenção pode ser praticada em outras modalidades que podem se afastar desses detalhes específicos.

[0038] Mais ainda, é aparente que as funções descritas podem ser implementadas usando software funcionando em conjunto com um microprocessador programado ou um computador de propósito geral, e/ou usando um circuito integrado específico de aplicação. Enquanto a invenção é descrita na forma de um método e um dispositivo, a invenção também pode ser incorporada em um produto de programa de computador, assim como em um sistema compreendendo um processador de computador e uma memória, onde a memória é codificada com um ou mais programas que podem efetuar as funções descritas.

[0039] Quando o endereço de destino de um pacote de Ethemet recebido é desconhecido para um comutador, o pacote será inundado através de cada porta de saída do comutador. Se o pacote recebido tem uma alta prioridade de tráfego considerando a Qualidade de Serviço, o pacote será transportado com alta prioridade através de cada porta de saída do comutador, conduzindo à sobrecarga, e pacotes perdidos e descartados. A presente invenção resolve o problema descrito acima enfileirando o tráfego inundado como tráfego de baixa prioridade, ou com a mais baixa prioridade, independente da Classe de Serviço efetiva indicada no pacote. E por meio disso, uma degradação reduzida devido à inundação de pacotes tendo endereços desconhecidos de MAC será alcançada.

[0040] De acordo com uma modalidade adicional desta invenção, os pacotes de baixa prioridade inundados são priorizados em relação um com o outro na configuração da Classe de Serviço, por meio disso, alcançar uma prioridade de inundação. Isto não vai ter nenhum impacto no outro tráfego, mas vai resultar em menos interrupção do tráfego de alta prioridade que é diretamente afetado por uma falha do elo de comunicação.

[0041] Figura 1 é um diagrama em bloco ilustrando um comutador de Ethemet 1 convencional e exemplar, tendo uma tabela de MAC 2 para armazenar as associações entre os endereços de MAC e as portas de interface do comutador. O comutador 1 é ainda fornecido com quatro portas de interface 3a-d, cada uma fornecida com áreas de armazenamento temporário de enfileiramento de saída 4a-d para enfileirar e programar o tráfego de saída com prioridade diferente.

[0042] Figura 2 ilustra, de forma esquemática, a função da área de armazenamento temporário de saída 4a de uma porta, a área de armazenamento temporário logicamente dividida em uma área de armazenamento temporário separada por prioridade, 5a-h, para cada uma das oito classes de prioridades, da quais 5a indica a área de armazenamento temporário para tráfego com a mais alta prioridade e 5b-5h indicam as áreas de armazenamento temporário para tráfego com prioridade mais baixa. De acordo com esta invenção, uma das áreas de armazenamento temporário de prioridade é arranjada para funcionar como uma área de armazenamento temporário de inundação 5h para os pacotes tendo um destino desconhecido, para o qual nenhuma associação para uma porta de interface é armazenada na tabela de MAC 2. O tráfego na área de armazenamento temporário de inundação 5h é programado como tráfego de baixa prioridade, e preferencialmente como tráfego tendo a prioridade mais baixa. Assim sendo, cada uma das áreas de armazenamento temporário prioritárias 5a-h enfileiram o tráfego com a mesma prioridade, e. g. IP-TV em uma fila e VoIP em uma outra fila, ambas normalmente transportadas como tráfego de alta prioridade. [0043] De acordo com a primeira modalidade desta invenção, um pacote de unidifusão recebido com um destino desconhecido é logicamente enfileirado na área de armazenamento temporário de inundação 5h, no qual o tráfego é programado como tráfego de baixa prioridade, e preferencialmente com a prioridade mais baixa prioridade.

[0044] De acordo com uma segunda modalidade desta invenção, um pacote de unidifusão recebido com um destino desconhecido é enfileirado na área de armazenamento temporário de inundação 5h, e ainda programado dentro da área de armazenamento temporário de inundação em uma das áreas de armazenamento temporário de inundação logicamente separadas por prioridade, 9a-h de acordo com sua prioridade de tráfego considerando a Qualidade de Serviço.

[0045] Figura 3 ilustra um pacote de Ethemet 6, tendo um campo de dados 7 e um cabeçalho 8, o cabeçalho compreendendo um endereço de campo de origem, SA, e um campo de endereço de destino, DA, assim como um campo para a Classe de Serviço indicando a prioridade do tráfego de dados. A configuração da Classe de Serviço determina as áreas de armazenamento temporário por prioridade 5a-h para o tráfego de saída na porta de interface 3a-d associada com o endereço de destino, que é encontrado na tabela de MAC no comutador. O comutador atualiza uma tabela de MAC armazenando a associação entre o endereço de origem de um pacote de Ethemet recebido e a porta de entrada para o mencionado pacote.

[0046] As figuras 4 e 5 ilustram como a inundação pode ocorrer, e figura 4 ilustra um “anel” de comutadores de Ethemet 1 a-e, interconectados através de elos de comunicação lógicos, cada anel conecta vários segmentos com dispositivos de comunicação, cada segmento indicado por uma seta tracejada, os comutadores e dispositivos de comunicação formando uma grande rede de Ethemet.

[0047] Um anel de Ethemet controlado pelo EAPS tem um nó Mestre designado, la, controlando o fluxo de tráfego entre os nós, e um ou mais nós de Trânsito passivos, cada nó tendo duas portas de comunicação físicas conectadas ao anel. Se qualquer dos elos de comunicação lógicos entre dois comutadores, i. e. nós, é interrompido, o tráfego para os dispositivos de comunicação conectados aos comutadores será re-direcionado de acordo com o EAPS, ou um outro protocolo tal como e. g. o RSTP (Protocolo de Spanning Tree Rápido), e as tabelas de MAC associadas com as portas de comunicação no anel dos comutadores serão atualizadas. Isto vai conduzir a uma inundação enormemente aumentada dos pacotes de unidifusão com endereços desconhecido até as tabelas de MAC atualizadas serem criadas, já que nenhuma associação entre os endereços de destino e as portas de comunicação será encontrada.

[0048] Figura 5 ilustra o “anel” de acordo com figura 4, no qual uma falha do elo de comunicação ocorreu entre um primeiro comutador la e um segundo comutador le. O protocolo, e. g. o EAPS ou o RSTP, vai iniciar um procedimento de recuperação ativando um novo elo de comunicação lógico entre os comutadores ld e lg. E por meio disso, a direção do tráfego entre os comutadores lg e lf, e entre lf e le, será reversa. Como uma conseqüência, a topologia é mudada, e as tabelas de MAC nos comutadores para as portas de comunicação associadas serão atualizadas, conduzindo à inundação dos pacotes de unidifusão.

[0049] A solução para o problema com a inundação de pacotes tendo um destino desconhecido de acordo com esta invenção, envolve enfileirar esses pacotes como tráfego de baixa prioridade, ou como tráfego tendo a mais baixa prioridade, em cada porta de saída do comutador, e esta solução é ilustrada na figura 6.

[0050] Figura 6 mostra um fluxograma de um procedimento para processar um pacote de unidifusão recebido 6 com endereço de destino desconhecido de acordo com a primeira modalidade da invenção. Em um primeiro estágio 600, o comutador 1 recebe um pacote de unidifusão 6 através de uma porta de entrada de interface 3a. Em um próximo estágio 602, ele examina o endereço de destino no cabeçalho do pacote, extraindo o endereço de MAC, e no estágio 604, ele determina a prioridade com base na configuração da Classe de Serviço no pacote. No próximo estágio 606, ele varre uma tabela de MAC 2 para ver se qualquer associação está armazenada entre o endereço de MAC do pacote recebido e uma porta de interface 3a-d do comutador. Se uma associação entre o endereço de MAC e um da porta 3d é encontrado no estágio 608 de determinação, o comutador programa para transmissão e enfileira o pacote no estágio 610 em uma das áreas de armazenamento temporário prioritária logicamente separadas 5a-h da área de armazenamento temporário de saída 4d em somente esta porta 3d de acordo com a prioridade do pacote, ao menos que a porta associada corresponde a uma porta de entrada 3a, já que neste caso o dispositivo de comunicação já recebeu os dados. Se nenhuma associação para qualquer porta é encontrada no estágio 608 de determinação, o comutador efetua inundação programando e enfileirando o pacote na área de armazenamento temporário de saída 4b-d de cada porta de saída 3b-d do comutador, o enfileiramento envolvendo armazenar o pacote logicamente na área de armazenamento temporário específica de inundação 5h nas áreas de armazenamento temporário de saída 4b-d em cada porta de saída 3b-d. O tráfego na área de armazenamento temporário de inundação será programado como tráfego de baixa prioridade em relação a outro tráfego através do comutador, e preferencialmente, mas não necessariamente, como tráfego tendo a mais baixa prioridade.

[0051] De acordo com uma segunda modalidade da invenção, a inundação envolve o estágio adicional para enfileirar um pacote de unidifusão, tendo destino desconhecido, nas áreas de armazenamento temporário de inundação 5h de cada porta de saída de acordo com a prioridade indicada na Classe de Serviço no pacote de Ethemet pacote, como determinado no estágio 604, i. e. nas áreas de armazenamento temporário de inundação logicamente separadas por prioridade 9a-h.

[0052] Altemativamente, um pacote de unidifusão tendo um destino desconhecido pode ser enfileirado de acordo com sua prioridade em uma outra pré-determinada área de armazenamento temporário por prioridade, 5 a-e, e não na área de armazenamento temporário de inundação 5h.

[0053] Figura 7 mostra um comutador de Ethemet, como ilustrado na figura 1, ainda fornecido com unidades lógicas de acordo com uma modalidade exemplar de um comutador de Ethemet capaz de tratar pacotes de unidifusão por Ethemet recebidos 6 com endereços desconhecidos de MAC, i. e. quando nenhuma porta de interface está associada com o endereço de destino na tabela de MAC 2, as unidades lógicas implementadas através de uma combinação adequada de hardware e software de acordo com conhecimento geral comum da pessoa qualificada dentro deste campo técnico. O comutador é fornecido com um arranjo 702, 704, 706 compreendendo uma unidade de determinação 702 para determinar o endereço de destino e a prioridade de tráfego do pacote e a unidade de busca 704 para encontrar uma associação entre o mencionado endereço de destino e uma porta de interface do comutador. O arranjo ainda compreende uma unidade de programação 706 para enfileirar e programar o pacote em uma das áreas de armazenamento temporário por prioridade 5a-h na área de armazenamento temporário de saída 4 da porta de interface associada 3 de acordo com sua prioridade de tráfego.

Contudo, quando nenhuma associação armazenada pode ser encontrada na tabela de MAC 2, o pacote é enfileirado na área de armazenamento temporário de inundação lógica pré-determinada e específica 5h na área de armazenamento temporário de saída 4 de cada porta de saída 3 do comutador, a mencionada área de armazenamento temporário de inundação programando tráfego de baixa prioridade, ou preferencialmente tráfego tendo a mais baixa prioridade.

[0054] Assim sendo, a invenção de acordo com as modalidades descritas fornece um mais eficiente processamento de pacotes de unidifusão por Ethemet recebidos tendo um endereço de destino que é desconhecido para o comutador, e por meio disso, reduzindo os problemas causados pelas portas de comunicação do elo de comunicação de descida sobrecarregadas durante inundação por unidifusão convencional, que é especialmente preocupante em tráfego de dados de alta prioridade, tal como IP- TV e VoIP.

[0055] Enquanto a invenção foi descrita com referência as modalidades exemplares específicas, a descrição é in geral somente pretendida para ilustrar o conceito inventivo e não deve ser considerada como limitante do escopo da invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Método em um comutador de Ethemet (1) para processar pacotes de unidifusão por Ethemet recebidos (6), o comutador tendo duas ou mais portas de interface (3a-d), cada uma fornecida com uma área de armazenamento temporário de saída (4a-d) logicamente dividida em diferentes áreas de armazenamento temporário por prioridade (5a-h), o método compreendendo os estágios de: - determinar o endereço de destino (602) e a prioridade do tráfego (604) de um pacote de unidifusão recebido; - buscar (606) por uma associação armazenada entre o mencionado endereço de destino e uma porta de interface (3a-d) do comutador; - se uma associação é encontrada (608), programar e enfileirar (610) o pacote em uma das mencionadas áreas de armazenamento temporário prioritárias (5a-h) da área de armazenamento temporário de saída (4) na porta de interface associada de acordo com sua prioridade de tráfego; caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: - se nenhuma associação é encontrada, efetuar inundação do pacote de unidifusão enfileirando (612) o pacote em uma área de armazenamento temporário de inundação (5h) em cada porta de saída de interface do comutador, onde o tráfego na área de armazenamento temporário de inundação (5h) é programado com a prioridade de tráfego menor.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo estágio adicional de enfileirar o pacote em uma das áreas de armazenamento temporário prioritárias de inundação logicamente separadas por prioridade (9a-h) na mencionada área de armazenamento temporário de inundação (5h) de acordo com sua prioridade de tráfego.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a prioridade de tráfego corresponde à prioridade indicada pela Classe de Serviço (CoS) de Ethemet no pacote de Ethemet (6).

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o endereço de destino no mencionado pacote de Ethemet indica o endereço de MAC do dispositivo de destino.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a associação entre o mencionado endereço de MAC e uma porta de interface é armazenada em uma tabela de MAC (2) no comutador.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a inundação de um pacote de unidifusão recebido através de uma porta de entrada (3a) do comutador envolve transmissão através de cada porta de interface do comutador, exceto através da mencionada porta de entrada.

7. Comutador de Ethemet (1) tendo duas ou mais portas de interface (3a-d), cada uma fornecida com uma área de armazenamento temporário de saída (4a-d) logicamente dividida em áreas de armazenamento temporário prioritárias diferentes (5a-h), tendo um arranjo (702, 704, 706) para processar pacotes de unidifusão recebidos, compreendendo: - uma unidade de determinação (702) para determinar o endereço de destino e o tráfego prioridade de um pacote de unidifusão recebido (6); - uma unidade de busca (704) para encontrar uma associação armazenada entre o mencionado endereço de destino e uma porta de interface (3a-d) do comutador; - uma unidade de programação (706) para programar e enfileirar os pacotes recebidos em uma das áreas de armazenamento temporário prioritárias (5a-h) da área de armazenamento temporário de saída (4) em uma porta de interface associada de acordo com sua prioridade de tráfego; o comutador caracterizado pelo fato de que dita unidade de programação é arranjada para enfileirar um pacote de unidifusão recebido (6), ao qual nenhuma associação é armazenada, em uma área de armazenamento temporário de inundação (5h) em cada porta de saída de interface do comutador, e que o tráfego na mencionada área de armazenamento temporário de inundação (5h) é programado com a prioridade menor.

8. Comutador de Ethemet de acordo com reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a mencionada área de armazenamento temporário de inundação (5h) é ainda logicamente dividida em áreas de armazenamento temporário de inundação por prioridade diferentes (9a-h) para programar e enfileirar os pacotes de unidifusão de inundação (6) de acordo com suas prioridade de tráfego.

9. Comutador de Ethemet de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a prioridade de tráfego corresponde à prioridade indicada pela Classe de Serviço (CoS) de Ethemet no pacote de Ethemet (6).

10. Comutador de Ethemet de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o endereço de destino no mencionado pacote de Ethemet indica o endereço de MAC do dispositivo de destino.

11. Comutador de Ethemet de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de compreender a tabela de MAC (2) para armazenar as associações entre o mencionado endereço de MAC e uma porta de interface (3a-d).

12. Comutador de Ethemet de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de programação (706) é arranjada para transmitir um pacote de unidifusão recebido através da porta de entrada, e para o qual nenhuma associação com o endereço de destino está armazenada, através de cada porta de interface do comutador, exceto através da mencionada porta de entrada.