CN102075436A - 以太网络及其数据传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种以太网络及其数据传输方法和装置，用于通信技术领域。其中，以太网络的数据传输方法包括：第一传输装置接收来自相邻的第二传输装置的信用包，其中，信用包中携带有接收信用信息，该接收信用信息用于指示第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小；第一传输装置根据接收信用信息，获得上述缓冲区的当前剩余空间的大小；第一传输装置向第二传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于上述获得的缓冲区的当前剩余空间的大小。本发明实施例确保了接收方的接收缓存不会发生溢出现象，进而避免了丢包的发生，提高了以太网络的数据传输可靠性。

Description

以太网络及其数据传输方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种以太网络及其数据传输方法和装置。

背景技术

以太网(Ethernet)是一种以简单、高效为特质的常规网络技术，它适用于常规网络通信的支撑，依赖于上层协议解决网络拥塞、丢包问题，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。

随着以太网技术的不断演进与发展，诸如FCoE(Fiber Channel over Ethernet，以太网光纤通道，即承载在以太网上的光纤通道协议)协议等许多新的协议出现，这些新的协议要求以太网络尽量做到无损(Lossless)，即以太网络不能丢失数据包，这对传统的以太网络是个挑战。为了尽量做到无损，确保数据包的可靠传输，传统的以太网络采用了一种Pause(暂停)流量控制机制，即，接收端在判断自身当前的Buffer(缓冲区)中缓存的数据已经达到预定缓存阈值(即达到最高水平(High Water Level))时，向发送端发送Pause帧，发送端接收到Pause帧后，解析Pause帧的内容并根据其内容确定是否停止发送数据包以及停止的时间。通过Pause帧可以防止瞬时过载而导致接收端缓冲区溢出时不必要的数据包丢失，从而实现了一种简单的停-等式流量控制机制。

但是，在上述的Pause流量控制机制中，发送端是在接收到接收端的Pause帧后才确定是否停止发送数据包，由于报文在网络上传输是有传输延时的，传输线路越长、传输延时越大，因此，当发送端接收到接收端要求停止发包的Pause帧时，发送端可能已经发送了很多数据包了，这样，接收端的Buffer仍然可能会溢出，造成丢包。

例如，如图1所示，当发送端(即装置A)接收到接收端(即装置B)的Pause帧时，数据包(Ethernet packet)4、数据包5和数据包6已经发向接收端了。线路越长，Pause帧从接收端到达发送端所需的时间(传输延时)越长，从而传输线路上积压的数据包也就越多，越容易造成接收端缓存的溢出，导致丢包。

发明内容

本发明实施例提供一种以太网络及其数据传输方法和装置，可至少解决现有以太网络的丢包问题。

一方面，提供了一种以太网络的数据传输方法，包括：第一传输装置接收来自相邻的第二传输装置的信用包，其中，信用包中携带有接收信用信息，该接收信用信息用于指示第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小；第一传输装置根据该接收信用信息，获得上述缓冲区的当前剩余空间的大小；第一传输装置向第二传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于获得的缓冲区的当前剩余空间的大小。

另一方面，提供了一种以太网络的数据传输装置，包括：第一以太网端口，用于接收来自与该数据传输装置相邻的第二传输装置的信用包，其中，信用包中携带有接收信用信息，该接收信用信息用于指示第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，并在处理模块根据该接收信用信息，获得上述缓冲区的当前剩余空间的大小之后，向第二传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于获得的缓冲区的当前剩余空间的大小；处理模块，用于根据该接收信用信息，获得上述缓冲区的当前剩余空间的大小。

又一方面，提供了一种以太网络，包括：前述的数据传输装置、以及与该数据传输装置相邻的第二传输装置。

本发明实施例，第一传输装置(此时作为发送方)要向其相邻的第二传输装置(此时作为接收方)发送数据之前，需要先获得第二传输装置的接收信用信息，根据该接收信用信息计算出第二传输装置的缓冲区当前剩余空间的大小(即当前空闲空间的大小)，然后向第二传输装置发送数据包，且发送的数据包的大小总和应不大于上述当前剩余空间的大小。这样，由于发送方发送的数据包的大小总和不会大于接收方的缓冲区当前剩余空间的大小，确保了接收方的接收缓存不会发生溢出现象，进而避免了丢包的发生，提高了以太网络的数据传输可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据现有技术的以太网络中两个装置之间的数据传输示意图；

图2是根据本发明实施例的以太网络的示意图；

图3是根据本发明实施例一的以太网络的数据传输方法的流程图；

图4是根据本发明实施例一的以太网络中第一传输装置的端口1与第二传输装置的端口3进行数据传输的示意图；

图5是根据本发明实施例一的第二传输装置的缓冲区当前剩余空间的大小的第一示意图；

图6是根据本发明实施例一的第二传输装置的缓冲区当前剩余空间的大小的第二示意图；

图7是根据本发明实施例一的第二传输装置的缓冲区当前剩余空间的大小的第三示意图；

图8是根据本发明实施例二的以太网络的数据传输方法的流程图；

图9是根据本发明实施例三的以太网络的数据传输方法的流程图；

图10是根据本发明实施例三的从装置A发送数据包到装置D的数据传输示意图；

图11是根据本发明实施例五的装置B的端口1与装置C的端口3进行数据传输的示意图；

图12是根据本发明实施例六的针对一个数据包的发送端口的数据传输方法的流程图；

图13是根据本发明实施例一的以太网络的数据传输装置的结构示意图；

图14是根据本发明实施例二的以太网络的数据传输装置的结构示意图；

图15是根据本发明实施例三的以太网络的数据传输装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

在Ethernet中，包括大量的各种不同类型的数据传输装置(下面简称装置)，如PC(计算机)、交换机等。网络中的两个装置进行通信(即数据传输)时，往往会需要经过一个或多个装置对数据进行转发才能到达对方。例如，如图2所示，装置A和装置D进行数据通信，需要装置B和装置C进行数据转发。因此，数据从作为产生数据包的源点的装置(称为发送终端，例如图2中的装置A)发出到最终到达作为数据包的最终目的地的装置(称为接收终端，例如图2中的装置D)，所经的任意相邻的两个装置之间都需要进行数据传输，即，其中的任意一个装置均需要对数据进行传输，如将数据发送给相邻的装置，或者接收来自相邻的装置的数据。

下面以Ethernet中的任意一个数据传输装置，如图2中的装置B为例，说明本发明实施例中的数据传输方法。

实施例一：装置B(下面称为第一传输装置)发送数据包给与自己相邻的装置C或装置A(统称为第二传输装置)，此时第一传输装置作为发送方、第二传输装置作为接收方。如图3所示，根据本发明实施例一的第一传输装置的数据传输方法包括以下步骤：

步骤S302，第一传输装置接收来自相邻的第二传输装置的信用包，其中，信用包中携带有接收信用信息，该接收信用信息用于指示第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小；

在实际应用中，为了使得发送方(例如第一传输装置)能够及时获得接收方(即第二传输装置)的缓冲区的当前剩余空间的大小，第二传输装置可以定时地向发送方发送信用包；也可以由发送方主动地向第二传输装置获取，即，发送方先向第二传输装置发送获取包，然后第二传输装置再向发送方发送信用包。本领域技术人员可以根据实际需要，选择一种方式。

步骤S304，第一传输装置根据信用包中携带的接收信用信息，获得第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小；

步骤S306，第一传输装置向第二传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于步骤S304中获得的缓冲区的当前剩余空间的大小。即，第一传输装置根据待发送的数据包的大小、以及第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，来确定是否发送数据包以及发送的数据包的数量。

例如，步骤S304中获得的第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小为7500字节，则发送的数据包的大小总和就应该小于或等于7500字节。显然，当第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小小于一个待发送的数据包的大小时，就需要停止发送数据包。

本发明实施例中，第一传输装置(此时作为发送方)要向其相邻的第二传输装置(此时作为接收方)发送数据之前，需要先获得第二传输装置的接收信用信息，根据该接收信用信息计算出第二传输装置的缓冲区当前剩余空间的大小(即当前空闲空间的大小)，然后向第二传输装置发送数据包，且发送的数据包的大小总和应不大于上述当前剩余空间的大小。这样，由于发送方发送的数据包的大小总和不会大于接收方的缓冲区当前剩余空间的大小，确保了接收方的接收缓存不会发生溢出现象，进而避免了丢包的发生，提高了以太网络的数据传输可靠性。

在实际应用时，由于发送方和接收方的连接通信是通过各自的端口来实现的，上述方法也可以在相邻的两个端口(即相邻的两个装置连接的端口)之间进行，即，如图3所示的方法在实际应用时，可以由发送方(第一传输装置)的以太网端口执行。此时，缓冲区为该以太网端口对应的缓冲区。

在实际应用中，上述步骤S304根据信用包中携带的接收信用信息，获得第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小的具体实施方式可以有很多种。例如，可以直接将信用包中的接收信用信息定义为第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，这样，当第一传输装置接收到来自第二传输装置的信用包后，可以直接由信用包中的接收信用信息得到第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小。还可以按照如图4所示的具体实施方式来获得第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小。

在图4所示的实施例中，第一传输装置的端口1与第二传输装置的端口3连接，第一传输装置的端口1发送数据给第二传输装置的端口3之前，总是以端口3的接收缓冲区当前能接收的数据包的大小(即缓冲区的剩余空间的大小)来确定发送多少数据包。

假设端口3的接收缓冲区最多可以存储8192个字节(即缓冲区的空间最大值Bffer_size＝8192)，信用包(Credit Packet，也可称为信用信息数据包)中的接收信用信息Rx_free_credit(也可称为接收释放信用值)就需要能表示0～16383(即8192*2)个数值(如图5所示，环形总长度为16384)，初始化后Rx_free_credit＝8192(即Rx_free_credit的初始化值等于Bffer_size，如图5所示)，随着接收到的数据的正常转发接收信用信息增加到16383(即Bffer_size*2-1)后需要归0后再递增，即，每正常转发N个字节的数据，Rx_free_credit+N，但是当递增到Bffer_size*2-1时重新归0后再递增。端口1的缓冲区的空间最大值也为8192个字节，其中有个用于指示当前已发送数据的大小的发送消耗信用信息Tx_allocate_credit(也可称为发送消耗信用值)，初始化后Tx_allocate_credit＝0(即Tx_allocate_credit的初始化值等于0，如图5所示)，随着发送数据的递增Tx_allocate_credit的值从0递增到8192后需要归0后再递增，即，Tx_allocate_credit等于已发送的数据大小，但是在递增到缓冲区空间最大值时重新归0后再递增。

步骤1，上电时，端口3发送信用包给端口1，通知端口1，它的接收缓冲区可以存储8192个字节，此时信用包中的Rx_free_credit＝8192；

步骤2，端口1接收到端口3发来的信用包后，解析得到其中的Rx_free_credit＝8192，如果此时端口1已经发送了一个大小为200字节的数据包(该数据包还在传输线路上)给端口3，则此时Tx_allocate_credit＝0+200＝200；

步骤3，端口1按照以下公式(1)可以计算得到端口3的缓冲区当前的剩余空间的大小(即接收方当前可以接收的数据大小或者发送方可继续发送的数据大小)Tx_available_byte_number：

Tx_available_byte_number＝(Rx_free_credit-Tx_allocate_credit)mod(Bffer_size)(1)

在上述公式(1)中，Bffer_size表示第二传输装置(即接收方或接收方的端口)的缓冲区的空间最大值，Rx_free_credit表示信用包中携带的接收信用信息，Tx_allocate_credit表示用于指示发送方(即第一传输装置)或发送方的端口当前已发送数据的大小的发送消耗信用信息，mod表示取模运算符号。采用的是无符号运算方式，所以不会有负数。

具体地，Tx_available_byte_number＝(8192-200)mod 8192＝7992，即计算出端口3的接收缓冲区还可以存储7992个字节(如图6所示)。这样，在还有待发送给端口3的数据的情况下，端口1就还可以发送大小总和不大于7992个字节的数据包给端口3。

步骤4，端口3接收到上述长度为200字节的数据包，并正常转发了该数据包之后，需要释放该数据包占有的接收缓存，那么此时端口3的Rx_free_credit＝8192+200＝8392，并定时将该数值通知给端口1。端口1接收到Rx_free_credit变为8392后，就按照上述公式(1)算得当前Tx_available_byte_number＝(8392-200)mod 8192＝8192，即，端口3的缓存又可以存储8192个字节了(如图7所示)。

按照上述如图4-7所示的实施例，发送方总是根据接收方的接收缓存所能接收的数据包大小来确定发送数据包的大小总和，所以避免了接收方出现缓冲区溢出，进而导致丢包的情况。

对于端口3向端口1发送数据的流程，与端口1向端口3发送数据的流程相似，这里不再赘述。

实施例二：装置B(即第一传输装置)接收来自与自己相邻的装置C或装置A(统称为第三传输装置)的数据包，此时第一传输装置作为接收方、第三传输装置作为发送方。如图8所示，根据本发明实施例二的第一传输装置的数据传输方法包括以下步骤：

步骤S802，第一传输装置定时地向相邻的第三传输装置发送信用包，以使得第三传输装置根据信用包中携带的接收信用信息获得第一传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，并向第一传输装置发送大小总和不大于获得的缓冲区的当前剩余空间的大小的数据包。

显然，实施例二中的第三传输装置可以就是实施例一中的第二传输装置，即均为装置C或装置A。

在上述实施例二中，作为接收方的第一传输装置需要定时地向作为发送方的第三传输装置发送信用包，以通知自己缓冲区的当前剩余空间的大小。这样，第三传输装置在要向其相邻的第一传输装置(此时作为接收方)发送数据之前，需要先获得第一传输装置的接收信用信息，根据该接收信用信息计算出第一传输装置的缓冲区当前剩余空间的大小(即当前空闲空间的大小)，然后向第一传输装置发送数据包，且发送的数据包的大小总和应不大于上述当前剩余空间的大小。由于发送方发送的数据包的大小总和不会大于接收方的缓冲区当前剩余空间的大小，确保了接收方的接收缓存不会发生溢出现象，进而避免了丢包的发生，提高了以太网络的数据传输可靠性。

在实际应用中，上述步骤S802也可以由作为接收方的第一传输装置的以太网端口来执行。第三传输装置根据信用包中携带的接收信用信息获得第一传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小的具体实施方式可以参照上述实施例一，这里不再赘述。

在上述实施例一和实施例二中，信用包的形式可以采用原语数据包的形式，即信用包起源于接收方的以太网端口，终止于相邻的发送方的以太网端口，不占用缓存，数据包短小，只在两个相邻以太网端口之间传输，所以对整个网络的流量和带宽影响很小。即，发送方的以太网端口接收到信用包，解析出其中的接收信用信息之后即丢弃该信用包。

上述实施例一和实施例二所述的数据传输方法可以称为基于信用的流控机制。

实施例三：与上述实施例一相同，装置B(即第一传输装置)发送数据包给与自己相邻的装置C或装置A(统称为第二传输装置)，此时第一传输装置作为发送方、第二传输装置作为接收方。如图9所示，根据本发明实施例三的第一传输装置的数据传输方法包括以下步骤：

步骤S902，第一传输装置的以太网端口接收来自第二传输装置的以太网端口的请求重传包，并根据该请求重传包中携带的数据包标识确定第二传输装置请求重传的数据包的起始处；

例如，作为发送方的第一传输装置的以太网端口为每个数据包添加唯一的标识(如编号等)，作为接收方的第二传输装置的以太网端口接收到来自第一传输装置的以太网端口的数据包之后，对于每个数据包均需要对该数据包进行校验(例如CRC校验)判断其是否完整无误，若判断结果为该数据包错误(如由于线路原因造成的序列号不连续或CRC错误等错误)，则需要通过发送请求重传包请求第一传输装置的以太网端口重新发送该数据包及其之后的所有数据包。请求重传包中携带有数据包标识，该数据包标识可以为校验错误的数据包的标识，也可以为校验错误的数据包的前一个数据包的标识，可以根据实际需要，进行自定义。

步骤S904，第一传输装置的以太网端口重新向第二传输装置的以太网端口发送步骤S902中确定的起始处及其之后的所有数据包。

显然，为了实现已发送数据包的重传，作为发送方的第一传输装置的以太网端口在首次发送数据包之后，不会立刻释放已发送数据包的缓存，以便在作为接收方的第二传输装置请求重传时，能够重新传输这些数据包。

现有的以太网络中，数据包的可靠传输是依靠发送终端和接收终端的上层程序来保证的，比如具有校验和重传(Retransmission)机制的TCP协议。当某个装置(如图2中的装置C)的以太网端口检测到某个接收到的数据包错误(如由于线路原因造成的错误)时，会直接将其丢弃，所以只能依靠发送终端(如图2中的装置A)重新发送该数据包。这样，由于重新发送的数据包是从发送终端发出，其会占用从发送终端到该装置之间的所有线路的带宽资源，因而不仅重传数据包的传输延时较大，而且在更多的线路中增加了重传流量，降低了网络效率。

而本发明实施例，在两个相邻的装置的以太网端口之间设置了数据包重传机制，当作为发送方的第一传输装置的以太网端口接收到与自己相邻的作为接收方的第二传输装置的以太网端口发送的请求重传包之后，重新将数据包发送给第二传输装置的以太网端口。这样，当接收方的以太网端口检测到某个数据包错误时，只需由相邻的发送方的以太网端口重传数据包即可，而无需由源头的发送终端重传，从而通过将数据包的重传操作约束在两个相邻的以太网端口之间，减少了重传数据包的传输延时，避免了发送终端到接收终端之间的重传操作，进而提高了网络效率。

在实际应用中，作为接收方的第二传输装置的以太网端口在对接收的数据包进行校验且校验结果是正确的情况下，还可以向作为发送方的第一传输装置的以太网端口发送确认包，以向第一传输装置的以太网端口确认自己已经正确接收到了该数据包。此时，第一传输装置的以太网端口可以执行以下步骤：

步骤S1002，接收来自第二传输装置的以太网端口的确认包，并根据确认包中携带的数据包标识确定第二传输装置已接收到的数据包；

例如，作为接收方的第二传输装置的以太网端口接收到来自第一传输装置的以太网端口的数据包之后，对于每个数据包均需要对该数据包进行校验(例如CRC校验)判断其是否完整无误，若判断结果为该数据包正确，则需要通过发送确认包向第一传输装置确认自己已经正确接收该数据包，其中，确认包中携带有确认正确接收的数据包的标识。为了减少确认包的数量，避免占用带宽，也可以在连续多个数据包的校验结果均为正确、或者在预定发送时间(ΔT1)内接收到的数据包的校验结果均为正确时，才向第一传输装置的以太网端口发送一个确认包。发送的确认包中携带的数据包标识可以仅为最后一个正确接收到的数据包的标识，用以确认该标识以前的数据包都已经正常接收完毕。

步骤S1004，从对应的缓冲区中释放在步骤S902中确定的第二传输装置已接收到的数据包占用的存储空间。

例如，作为发送方的第一传输装置的以太网端口每发送一个或多个数据包后，都要等到接收到第二传输装置的以太网端口的确认包之后才能释放对应数据包的缓存。

本发明实施例在两个相邻以太网端口之间设置了数据包确认机制，作为发送方的第一传输装置的以太网端口在收到了作为接收方的第二传输装置的以太网端口的确认包之后，才释放对应的数据包缓存，从而确保了上述如图9所示的数据包重传机制的实现。

请求重传包和确认包的形式也可以采用原语数据包的形式，即该数据包起源于接收方的以太网端口，终止于发送方的以太网端口，不占用缓存，数据包短小，只在两个相邻以太网端口之间传输，所以对整个网络的流量和带宽影响很小。如图10所示，虽然增加了3个确认包1-3，但这类数据包是属于两个相邻以太网端口的原语数据包，数据包短小且不占装置内部的缓存和交换带宽，即只在相邻两个以太网端口之间传输，对流量影响很小。而现有以太网络中从发送终端发出的重传数据包，该数据包相对于如图10的确认包来说，数据包长且占用装置的缓存和带宽，对网络流量影响更大，发送终端和接收终端之间的中间设备越多，重传方式的代价越高。

为了进一步节约网络资源，在上述实施例三中，作为接收方的第二传输装置的以太网端口也可以不向作为发送方的第一传输装置的以太网端口发送确认包，只发送请求重传包。例如，若第一传输装置的以太网端口在已经向第二传输装置的以太网端口发送了预定数量(如N)个数据包之后的预定接收时间间隔(ΔT2)内未接收到来自第二传输装置的以太网端口的请求重传包，则确定第二传输装置的以太网端口已经正确接收了这N个数据包之前的数据包，即已经发送的这N个数据包以前的数据包都已经被第二传输装置的以太网端口正常接收了，可以释放这N个数据包之前的数据包的缓存。所以，第一传输装置需要缓存N+1个数据包，以备在收到请求重传包时，可以从发送缓存区中调度出数据包重新发送。具体地，可以根据两个相邻以太网端口的距离来设置N的大小。

实施例四：与上述实施例二相同，装置B(即第一传输装置)接收来自与自己相邻的装置C或装置A(统称为第三传输装置)的数据包，此时第一传输装置作为接收方、第三传输装置作为发送方。此时，根据本发明实施例四的第一传输装置的数据传输方法包括以下步骤：

步骤S1102，第一传输装置的以太网端口在接收到来自第三传输装置的以太网端口的数据包之后，对该数据包进行校验，若校验结果为错误，则执行步骤S1104，否则执行步骤S1106；

步骤S1104，第一传输装置的以太网端口向第三传输装置的以太网端口发送请求重传包，以使得第三传输装置的以太网端口重新发送该数据包及其之后的所有数据包；

例如，请求重传包中携带有数据包标识，该标识可以是该错误的数据包的标识，也可以是该错误的数据包的前一个数据包的标识。

步骤S1106，第一传输装置的以太网端口向第三传输装置的以太网端口发送确认包，或者，返回步骤S1102继续对下一个接收到的数据包进行校验，直至连续多个数据包的校验结果均为正确、或在预定发送时间(ΔT1)内接收到的数据包的校验结果均为正确才发送一个确认包，这样，可以减少确认包的数量，节约网络带宽资源。

为了进一步节约网络资源，作为接收方的第一传输装置的以太网端口也可以不向作为发送方的第三传输装置的以太网端口发送确认包，只发送请求重传包。例如，若第三传输装置的以太网端口在已经向第一传输装置的以太网端口发送了预定数量(如N)个数据包之后的预定接收时间间隔(ΔT2)内未接收到来自第一传输装置的以太网端口的请求重传包，则确定第一传输装置的以太网端口已经正确接收了这N个数据包之前的数据包，即已经发送的这N个数据包以前的数据包都已经被第一传输装置的以太网端口正常接收了，可以释放这N个数据包之前的数据包的缓存。所以，第三传输装置需要缓存N+1个数据包，以备在收到请求重传包时，可以从发送缓存区中调度出数据包重新发送。具体地，可以根据两个相邻以太网端口的距离来设置N的大小。

在上述实施例三和实施例四中，值得注意的是：由于发送方为每个数据包都添加了标识，接收方在接收到数据包之后，需要将数据包中的标识剥离，恢复其原始的数据包内容，然后存放到接收缓存里。如果需要将数据包再次转发，则重新为每个数据包添加标识即可。

本发明上述实施例一至实施例四在相邻装置或者相邻以太网端口之间采用了基于信用的流控机制，并在相邻以太网端口之间增设了MAC层的数据包的确认和重传机制，改进了现有以太网络的流量控制机制，确保了两个相邻装置或相邻以太网端口之间的数据可靠传输，为真正意义上的无损以太网打下了坚实的基础。在做到了两个相邻装置或相邻以太网端口的可靠传输之后，发送终端和接收终端的上层程序就几乎没有重传了，减少了网络中的重传数据包，降低了上层程序的传输延时，提升了网络效率。

在具体实施过程中，上述实施例一至实施例四这4个实施例中的至少两个实施例均可以进行结合，那么，还有一种可以减少确认包的数量的具体实施方式是将确认包和信用包合并成一个数据包在两个相邻装置或相邻以太网端口之间传输。

实施例五：如图11所示，装置B的端口1与装置C的端口3相连。图中pkt为packet的简写。

装置B的端口1要向装置C的端口3发送数据之前，要先接收到端口3发出的信用包(Credit packet)，根据该信用包中携带的接收信用信息可以按照上述公式(1)计算端口3缓冲区当前最大能存多少字节的数据包，并在确认有空间容下要发送的数据包后，发送数据包给端口3。

端口3收到Rx_packet1、Rx_packet2、Rx_packet3、Rx_packet4、Rx_packet5，且确认其无误后，发送确认包(Confirmed_packet)5给端口1，该确认包用于向端口1表示端口3已经收到Rx_packet1、…、Rx_packet5了，至于一个确认包可以确认几个数据包，可以视实际情况而定。Confirmed_packet5中可以仅携带Rx_packet5的标识(如序列号)。若校验出有一个数据包是错误数据包，则需要向端口1发送请求重传包，该请求重传包中携带有数据包标识。例如，Rx_packet3是错误数据包，则请求重传包中携带的数据包标识可以为3也可以为2，根据用户自定义的请求重传包中的数据包标识的含义来确定，为3表示需要重新传输的数据包的标识为3及其以后的数据包标识，为2表示需要重新传输的数据包的标识超过2。

为了节约网络带宽资源，还可以不发送确认包而仅发送请求重传包。当端口3检查到数据包正确时，就可以被设置成不响应发送确认包。只有当检查到数据包错误时，才发送请求重传包，从而减少了原语数据包的流量。

如图11所示，当端口1发送完Tx_pkt5、Tx_pkt4、Tx_pkt3、Tx_pkt2、Tx_pkt1之后，若在指定时间(即上述的预定接收时间间隔ΔT2)内(指定时间的长短与传输线路的长度有关)没有收到端口3的请求重传包，此时端口1就可以确定Tx_pkt1已经被端口3正常接收，可以释放Tx_pkt1的缓存，这里有个假设，Tx_pkt5、Tx_pkt4、Tx_pkt3、Tx_pkt2、Tx_pkt1这5个数据包至少有一个数据包(包括CRC错误或序列号错误等的错误数据包和各类正常数据包)到达端口3了，因为在线路连接状态正常的情况下(在Link UP的情况下)，由于线路原因造成5个数据包全部消失的概率极低，可以忽略不计。Tx_pkt5、Tx_pkt4、Tx_pkt3、Tx_pkt2、Tx_pkt1属于延迟释放的数据包，延迟释放的数据包越多，错误释放内存的概率就越低。这里，预定数量N为4。

对于端口3向端口1发送数据的流程，与端口1向端口3发送数据的流程相似，这里不再赘述。

实施例六：对于发送端口的缓冲区中的某一个待发送数据包来说，发送端口和接收端口对于该待发送数据包的传输方法，如图12所示，包括以下步骤：

步骤S1202，发送端口接收来自接收端口的信用包，并根据该信用包中携带的接收信用信息获取接收端口当前所能接收的数据包的大小；

步骤S1204，判断步骤S1202中获得的大小是否大于或等于该待发送数据包的大小，即，接收端口的缓冲区是否能存下该待发送数据包，若否，则先暂停发送该待发送数据包，并在再次接收到接收端口的信用包时执行步骤S1202，若是，则进入步骤S1206；

步骤S1206，发送端口向接收端口发送该待发送数据包；

步骤S1208，发送端口实时检测接收端口的确认包或请求重传包，判断接收到的是确认包还是请求重传包，若是确认已正确接收该数据包的确认包，则进入步骤S1210，若是请求重传该数据包的请求重传包，则进入步骤S1212；

步骤S1210，发送端口释放该数据包所占的缓存，该数据包发送完毕；

步骤S1212，发送端口重新向接收端口发送存放在发送缓冲区里的该数据包。

这里值得注意的是：上述流程是针对某一个数据包的流程，在实际应用环境里，多个数据包是并发操作的。即只要接收端口的接收缓存足够接收多个待发送的数据包，多个待发送数据包的发送流程可以并行执行，即在等某个数据包的确认包时，可以同时发送后面的数据包。一个确认包或请求重传包可以一次确认多个数据包的正常接收，即确认包或请求重传包中携带的数据包标识表示该标识及该标识以前的数据包都已经被正常接收，只是请求重传包还表达了该标识以后的数据包需要重新传输。

图13是根据本发明实施例一的以太网络中的任意一个数据传输装置的示意图，该数据传输装置可以是计算机或交换机等。

如图13所示，该数据传输装置包括：第一以太网端口10，用于接收来自与该数据传输装置相邻的第二传输装置的信用包，其中，信用包中携带有接收信用信息，该接收信用信息用于指示第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，并在处理模块20根据该接收信用信息，获得第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小之后，向第二传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于处理模块20所获得的当前剩余空间的大小；以及处理模块20，用于根据上述接收信用信息，获得第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小。

本发明实施例中，上述数据传输装置(此时作为发送方，也即上述实施例一至实施例四中的第一传输装置)要向其相邻的第二传输装置(此时作为接收方)发送数据之前，需要先获得第二传输装置的接收信用信息，根据该接收信用信息计算出第二传输装置的缓冲区当前剩余空间的大小(即当前空闲空间的大小)，然后向第二传输装置发送数据包，且发送的数据包的大小总和应不大于上述当前剩余空间的大小。这样，由于发送方发送的数据包的大小总和不会大于接收方的缓冲区当前剩余空间的大小，确保了接收方的接收缓存不会发生溢出现象，进而避免了丢包的发生，提高了以太网络的数据传输可靠性。

其中，第一以太网端口10，还用于接收来自第二传输装置的以太网端口的请求重传包，并根据该请求重传包中携带的数据包标识确定第二传输装置请求重传的数据包的起始处；以及重新向第二传输装置的以太网端口发送该起始处及其之后的所有数据包。这样，就实现了两个相邻的以太网端口的MAC层的数据包重传机制。

如图14所示，该数据传输装置还包括释放模块30，其中，第一以太网端口10，还用于若在已经向第二传输装置的以太网端口发送了预定数量(N)个数据包之后的预定接收时间间隔内未接收到请求重传包，则确定第二传输装置的以太网端口已经正确接收了这预定数量(N)个数据包之前的数据包；则释放模块30，用于从与第一以太网端口10对应的缓冲区中释放这预定数量(N)个数据包之前的数据包占用的存储空间。

为了实现两个相邻以太网端口之间的MAC层的数据包确认机制，第一以太网端口10，还用于接收来自第二传输装置的以太网端口的确认包，并根据该确认包中携带的数据包标识确定第二传输装置已接收到的数据包；则释放模块30，还用于从与第一以太网端口10对应的缓冲区中释放第一以太网端口10确定的第二传输装置已接收到的数据包占用的存储空间。从而可以确保两个相邻以太网端口之间的MAC层的数据包重传的进行。

如图15所示，该数据传输装置还可以包括：第二以太网端口40，用于定时地向与该数据传输装置相邻的第三传输装置发送信用包，以使得第三传输装置根据该信用包中携带的接收信用信息获得该数据传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，并向该数据传输装置发送大小总和不大于获得的缓冲区的当前剩余空间的大小的数据包。从而在该数据传输装置作为接收方时，可以实现两个相邻装置或以太网端口之间的基于信用的流控机制。

为了在该数据传输装置作为接收方时，实现两个相邻以太网端口之间的MAC层的数据包确认和重传机制，第二以太网端口40还可以用于在接收到来自第三传输装置的以太网端口的数据包之后，对该数据包进行校验；若校验结果为该数据包错误，则向第三传输装置的以太网端口发送请求重传包，以使得第三传输装置的以太网端口重新发送该数据包及其之后的所有数据包；若一个数据包的校验结果为正确、连续多个数据包的校验结果均为正确、或者在预定发送时间ΔT1内接收到的数据包的校验结果均为正确，则向第三传输装置的以太网端口发送确认包，以向第三传输装置确认自己已经正常接收到了这些数据包。

显然，上述第二传输装置与第三传输装置可以是同一个装置，此时，第一以太网端口10和第二以太网端口40也可以是同一个以太网端口。

本发明实施例还提出了一种以太网络，该以太网络中的各个装置均可以为如图13-15所示的数据传输装置。该以太网络中的任意一个装置均可以采用实施例一至实施例六的数据传输方法与相邻的装置进行通信。

在实际应用中，根据本发明实施例的以太网络可以是传统的以太网络，也可以是FCoE网络，还可以是任何要求高可靠传输的以太网络。

从本发明上述实施例中可以看出，上述实施例可以达到以下技术效果：

(1)改变了现有以太网络的流量控制机制，采用基于信用的流控机制作为流量控制方法，避免了接收方的Buffer溢出的可能性，减少了数据包的丢失率，提高了数据传输的可靠性；

(2)在两个相邻以太网端口的数据传输过程中，增设了MAC层的数据包的确认和重传机制，杜绝了数据包在外置线路上丢失的可能，将数据包的重传和确认过程约束在出现数据包丢失的两个相邻以太网端口之间，避免了发送终端和接收终端上层程序的重传，减少了网络上的重传数据包的流量，提高了网络的效率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种以太网络的数据传输方法，其特征在于，包括：

第一传输装置接收来自相邻的第二传输装置的信用包，其中，所述信用包中携带有接收信用信息，所述接收信用信息用于指示所述第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小；

所述第一传输装置根据所述接收信用信息，获得所述缓冲区的当前剩余空间的大小；

所述第一传输装置向所述第二传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于所述缓冲区的当前剩余空间的大小。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一传输装置根据所述接收信用信息，获得所述缓冲区的当前剩余空间的大小包括：按照以下公式获得所述当前剩余空间的大小Tx_available_byte_number：

Tx_available_byte_number＝(Rx_free_credit-Tx_allocate_credit)mod(Bffer_size)，其中，Bffer_size表示所述第二传输装置的缓冲区的空间最大值，Rx_free_credit表示所述接收信用信息，Tx_allocate_credit表示用于指示所述第一传输装置当前已发送数据的大小的发送消耗信用信息，mod表示取模运算符号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一传输装置的以太网端口接收来自所述第二传输装置的以太网端口的请求重传包，并根据所述请求重传包中携带的数据包标识确定所述第二传输装置请求重传的数据包的起始处；

所述第一传输装置的以太网端口重新向所述第二传输装置的以太网端口发送所述起始处及其之后的所有数据包。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一传输装置的以太网端口接收来自所述第二传输装置的以太网端口的确认包，并根据所述确认包中携带的数据包标识确定所述第二传输装置已接收到的数据包；

所述第一传输装置的以太网端口从对应的缓冲区中释放所确定的所述第二传输装置已接收到的数据包占用的存储空间。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一传输装置定时地向相邻的第三传输装置发送信用包，以使得所述第三传输装置根据所述信用包中携带的接收信用信息获得所述第一传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，并向所述第一传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于所述缓冲区的当前剩余空间的大小。

6.一种以太网络的数据传输装置，其特征在于，包括：

第一以太网端口，用于接收来自与所述数据传输装置相邻的第二传输装置的信用包，其中，所述信用包中携带有接收信用信息，所述接收信用信息用于指示所述第二传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，并在处理模块根据所述接收信用信息，获得所述缓冲区的当前剩余空间的大小之后，向所述第二传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于所述缓冲区的当前剩余空间的大小；

所述处理模块，用于根据所述接收信用信息，获得所述缓冲区的当前剩余空间的大小。

7.如权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于：

所述第一以太网端口，还用于接收来自所述第二传输装置的以太网端口的请求重传包，并根据所述请求重传包中携带的数据包标识确定所述第二传输装置请求重传的数据包的起始处；以及重新向所述第二传输装置的以太网端口发送所述起始处及其之后的所有数据包。

8.如权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，还包括：释放模块，其中，

所述第一以太网端口，还用于接收来自所述第二传输装置的以太网端口的确认包，并根据所述确认包中携带的数据包标识确定所述第二传输装置已接收到的数据包；

所述释放模块，用于从与所述第一以太网端口对应的缓冲区中，释放所述第一以太网端口所确定的所述第二传输装置已接收到的数据包占用的存储空间。

9.如权利要求6所述的数据传输装置，其特征在于，还包括：

第二以太网端口，用于定时地向与所述数据传输装置相邻的第三传输装置发送信用包，以使得所述第三传输装置根据所述信用包中携带的接收信用信息获得所述数据传输装置的缓冲区的当前剩余空间的大小，并向所述数据传输装置发送数据包，其中，发送的数据包的大小总和不大于所述缓冲区的当前剩余空间的大小。

10.一种以太网络，其特征在于，包括：如权利要求6至9中任一项所述的数据传输装置、以及与所述数据传输装置相邻的第二传输装置。

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