CN103493448A - 分层成形调度和定形 - Google Patents

Abstract

各种示例性实施方式涉及包括以下步骤中的一个或多个的方法和相关的网络节点：由所述网络节点确定所述网络节点的端口准备接收分组；在经由多个接口接收到的多个分组之间识别具有最高分组优先级的分组，其中针对位于第一分层级别的多个组件中的每一个组件，该识别步骤包括：基于与对于所述第一分层级别处的组件可用的多个分组中的每一个分组相关联的分组优先级，在对于所述第一分层级别处的组件可用的多个分组之间识别第一级别最高优先级分组，与第二分层级别处的至少一个组件共享所述第一级别最高优先级分组的分组优先级；以及向所述端口传送具有所述最高优先级的分组。

Description

分层成形调度和定形

技术领域

这里公开的各种示例性实施方式总体涉及网络路由。

背景技术

许多分层电信网络（包括因特网）是以核心网为中心的。许多较小的网络附着到核心网，并由此建立彼此间的通信。为了使得这种子网与核心网之间能够进行通信，提供了回程装置，以用来聚集来自各种源的用于通过核心网向它们各自的目的地的传输的子网流量。随着流量退出核心网，相似的回程装置向适当的子网整理并传送分组，以用于进一步的路由。

这种电信网络内的不同流量通常携带不同的优先级。例如，实时视频会议流量可以携带比最佳努力流量（比如网页浏览）更高的优先级。各种网络装置可以根据这一相关联的优先级对分组进行不同的处理。例如，在给出传送实时分组和传送最佳努力分组之间的简单选择的情况下，路由器可转发实时分组并丢弃或延迟最佳努力分组。

发明内容

各种示例性实施方式涉及由具有分层组织的网络节点执行的用于在计算机网络中转发分组的方法，该方法包括以下步骤中的一个或多个：由所述网络节点确定所述网络节点的端口准备接收分组；在经由多个接口接收到的多个分组之间识别具有最高分组优先级的分组，其中针对位于第一分层级别的多个组件中的每一个组件，该识别步骤包括：基于与对于所述第一分层级别处的组件可用的多个分组中的每一个分组相关联的分组优先级，在对于所述第一分层级别的所述组件可用的所述多个分组之间识别第一级别最高优先级分组，与第二分层级别处的至少一个组件共享所述第一级别最高优先级分组的分组优先级；以及向所述端口传送具有所述最高优先级的分组。

各种示例实施方式涉及用于转发分组的网络节点，所述网络节点包括以下中的一个或多个：用于传送分组的传输端口；用于接收分组的多个接口；用于存储通过所述多个接口接收到的分组的多个队列，其中分组优先级与每个分组相关联；以及多个第一级别定形器（shaper），每个第一级别定形器与所述多个队列的子集相关联，其中每个第一级别定形器用于：在对于来自所述多个队列的子集的传输可用的所有分组中识别具有第一级别最高分组优先级的分组，以及与至少一个其他组件共享所述第一级别最高分组优先级；第二级别定形器，该第二级别定形器用于：接收关于所述传输端口准备好接收分组的指示，接收由所述多个第一级别定形器中的至少一个所共享的至少一个第一级别最高分组优先级；基于所述至少一个第一级别最高分组优先级来识别与最高分组优先级相关联的可用分组，以及向所述传输端口传送具有所述最高分组优先级的可用分组。

各种示例性实施方式涉及使用由具有分层组织的网络节点执行的用于在计算机网络中转发分组的指令进行编码的机器可读存储媒介，该机器可读存储媒介包括以下中的一个或多个：

用于由所述网络节点确定所述网络节点的端口准备好接收分组的指令；用于在经由多个接口接收到的多个分组之间识别具有最高分组优先级的分组的指令，其中所述用于识别的指令包括，针对位于第一分层级别的多个组件中的每一个组件，用于以下操作的指令：基于与对于所述第一分层级别处的组件可用的多个分组中的每一个分组相关联的分组优先级，在对于所述第一分层级别处的组件可用的所述多个分组之间识别第一级别最高优先级分组，与位于第二分层级别处的至少一个组件共享所述第一级别最高优先级分组的分组优先级；以及用于向所述端口传送具有所述最高优先级的分组的指令。

各种示例性实施方式涉及由具有分层组织的分组处理器执行的用于在计算机网络中转发分组的方法，该方法包括以下步骤中的一个或多个：由所述分组处理器确定所述分组处理器应该传送分组；在接收自多个源的多个分组之间识别具有最高分组优先级的分组，其中针对位于第一分层级别的多个组件中的每一个组件，所述识别步骤包括以下步骤：基于与对于所述第一分层级别处的组件可用的多个分组中的每一个分组相关联的分组优先级，在对于所述第一分层级别处的组件可用的多个分组之间识别第一级别最高优先级分组，与位于第二分层级别处的至少一个组件共享所述第一级别最高优先级分组的分组优先级；以及传送具有所述最高优先级的分组。

各种示例实施方式涉及用于转发分组的分组处理器，所述网络节点包括以下中的一个或多个：用于存储所接收到的分组的多个队列，其中分组优先级与每个分组相关联；以及多个第一级别定形器，其中每个第一级别定形器都与所述多个队列的子集相关联，其中每个第一级别定形器用于：在对于来自所述多个队列的所述子集的传输可用的所有分组中识别具有第一级别最高分组优先级的分组，以及与至少一个其他组件共享所述第一级别最高分组优先级；第二级别定形器，该第二级别定形器用于：确定所述分组处理器应该传送分组，接收由所述多个第一级别定形器中的至少一个所共享的至少一个第一级别最高分组优先级；基于所述至少一个第一级别最高分组优先级来识别与最高分组优先级相关联的可用分组，以及传送具有所述最高分组优先级的可用分组。

描述了各种实施方式，其中第三分层级别位于所述第一分层级别与所述第二分层级别之间。

描述了各种实施方式，其中所述多个分组是被识别为适合由至少第一组多个流量定形组件传输的所有分组组成的群组。

描述了各种实施方式，其中基于由所述分组携带的至少一个字段确定所述多个分组的每个分组优先级。

描述了各种实施方式，其中所述多个分组被存储在多个队列之间。这种实施方式可以另外包括以下一者或多者：确定持有所述多个分组中的分组的队列的状态；基于所述队列的状态来为所述分组确定分组优先级。

描述了各种实施方式，其中所述状态是承诺信息速率状态和超额信息速率状态中的一者。

各种实施方式还包括以下一者或多者：与至少一个第一级别定形器相关联的第三级别定形器；其中所述第一级别定形器与所述第三级别定形器和所述第二级别定形器中的至少一者共享所述第一级别最高分组优先级。

附图说明

为了更好地理解各种示例性实施方式，对附图进行参考，其中：

图1说明了用于转发来自多个接口的分组的示例性网络节点；

图2说明了用于存储分组的示例性队列；

图3说明了用于传送分组的示例性级别2定形器；

图4说明了用于传送分组的示例性级别1定形器；

图5说明了用于传送分组的示例性级别0定形器；

图6说明了用于传送分组的示例性方法；以及

图7说明了用于确定最高优先级分组的示例性方法。

具体实施方式

回程装置中的聚集在考虑分组优先级的情况下带来了困难。例如，回程装置可实施分层系统，其中每个接口的组件可以知道可用的最高优先级分组。接下来，携带多个接口的每个物理卡的组件可以知道卡上的最高优先级接口。最后，与外出端口相关联的组件可以知道装置中的所有卡中的最高优先级卡。然而，这一方法可导致许多结果，其中跨越所有接口的最高优先级分组必须在队列中等待传输较低优先级的分组，比如，低优先级分组经由较高优先级接口或卡到达。因而，需要真正基于分组优先级来调度分组的分层调度装置。

现在参考附图，其中相似的编号指示相似的组件或步骤，公开了各种示例实施方式的上位概念。

图1说明了用于转发来自多个接口的分组的示例性网络节点100。如图，节点100可具有带有三个分层级别的分层结构。节点100可包括多个接口110、112、114、116；多个队列120、121、122、123、124、125、126、127；多个级别2定形器130、132、134、136；多个级别1定形器140、144；级别0定形器150；以及端口0160。应该理解到，节点100在某些方面是简化的且可包括多种附加组件。例如，节点100可包括多个附加端口（未示出）。如另一示例，节点100可包括更少的或附加的分层级别。对于本领域技术人员来讲，各种附加修改是显然的。

应该理解的是，节点100的各种组件可被实施为单个分组处理器。例如，节点100可包括分组处理器（未详细示出），其反过来在单个芯片或组件上包括多个队列120、121、122、123、124、125、126、127；多个级别2定形器130、132、134、136；多个级别1定形器140、144；和/或级别0定形器150。

接口110、112、114、116可以每个都是包括硬件和/或被配置为从其它节点接收消息的在机器可读存储媒介上编码的可执行指令的接口。例如，每个接口110、112、114、116可以是连接到不同网络节点的以太网端口。应该理解的是，两个或更多个接口可以连接到相同的网络节点。每个接口110、112、114、116可进一步适于对接收的分组进行分类以及相应地将它们存储在适当的队列中。

队列120、121、122、123、124、125、126、127可以每个都包括硬件和/或被配置为存储接收时间和传输时间之间的各种分组的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，每个队列120、121、122、123、124、125、126、127可包括先进先出（FIFO）缓冲器。此外，每个队列120、121、122、123、124、125、126、127可与接口110、112、114、116相关联和/或被预先配置服务质量（QoS）参数。例如，队列120可与经由接口0110接收的保证流量相关联，而队列121可与经由接口0110接收的最佳努力流量相关联。作为替换或补充，每个队列120、121、122、123、124、125、126、127可与经由相关联的接口110、112、114、116接收的特殊的流或流的群组相关联。

在操作期间，每个队列120、121、122、123、124、125、126、127可在不同状态下操作。例如，每个队列120、121、122、123、124、125、126、127可监控分组从队列120、121、122、123、124、125、126、127转移所采用的速率，并确定队列120、121、122、123、124、125、126、127当前是操作于承担（committed）信息速率（CIR）状态中还是超额信息速率（EIR）状态中。在这一示例中，如果在近期的时间窗上以高于其所配置的CIR的速率对队列120中的分组进行了转移，则队列120可切换到EIR状态，以指示其当前正满足其最小吞吐量要求以及相应地其可临时地被看做较低优先级。

级别2定形器130、132、134、136可以每个包括硬件和/或被配置为确定来自相关联的队列120、121、122、123、124、125、126、127的前端哪些分组具有最高分组优先级的在机器可读存储媒介上的可执行指令。在这样做的过程中，级别2定形器130、132、134、136可考虑队列120、121、122、123、124、125、126、127的特性和/或当前状态。例如，级别2定形器130可以将位于队列120的前端的分组认为是队列120、121之间的最高优先级分组，这是因为队列120与实时流量相关联且当前处于所承诺信息速率状态。又例如，如果队列120作为替换处于EIR状态中且队列121处于CIR状态中，则级别2定形器可作为替换将来自队列121的分组认为是具有最高分组优先级的分组，即使队列121存储了最佳努力流量。

在确定最大优先级分组是可用的之后，级别2定形器130、132、134、136可进一步向其他组件指示最高优先级分组的分组优先级。例如，级别2定形器130可确定位于队列120的前端的分组具有最高分组优先级，即“1”。级别2定形器130从而可以向级别1定形器140和级别0定形器150指示其最高优先级分组具有优先级“1”。反过来，级别1定形器140和级别0定形器150从而可以使用这一信息来确定对于那些组件可用的最高优先级分组。

级别2定形器130、132、134、136可执行附加功能，比如分组传输和速率定形。一旦接收到来自另一组件的请求，比如级别1定形器140、144、级别2定形器130、132、134、136可以传送来自队列120、121、122、123、124、125、126、127的具有最高优先级的分组。如果多于一个分组与最高优先级分组相关联，则级别2定形器130、132、134、136可以使用一些用于确定传送分组中的哪个的方法，比如循环算法。随着级别2定形器130、132、134、136传送分组，其可监控传送分组所采用的速率。如果级别2定形器130、132、134、136确定其正在以高于预先配置的最大速率的速率传送分组，则级别2定形器130、132、134、136可以向至少一个其他组件指示其临时不适合传送分组。

级别1定形器140、144可以每个包括硬件和/或被配置为确定哪个相关联的级别2定形器130、132、134、136具有到对于级别1定形器140、144可用的最高优先级分组的接入的在机器可读存储媒介上的可执行指令。如前文所述，每个级别2定形器130、132、134、136可向相关联的级别1定形器140、144指示最高可用分组优先级。级别1定形器140、144可以使用该信息来确定对于该组件可用的最高分组优先级。例如，级别2定形器130可以向级别1定形器140指示其具有到优先级为“1”的分组的接入，而级别2定形器132可以指示其具有到优先级为“2”的分组的接入。从而，级别1定形器140可以确定级别2定形器130当前提供最高优先级分组。

级别1定形器140、144可以执行附加功能，比如分组传输和速率定形。一旦接收到来自另一组件的请求，比如级别0定形器150、级别1定形器140、144可以从级别2定形器130、132、134、136请求具有最高优先级的分组。如果多于一个分组与最高优先级分组相关联，则级别1定形器140、144可以使用一些方法来用于确定要传送所述分组中的哪个分组，比如循环算法。随着级别1定形器140、144传送分组，其可监控传送分组所采用的速率。如果级别1定形器140、144确定其正在以过高的速率传送分组，则级别1定形器140、144可以向至少一个其他组件指示其临时不适合传送分组。

级别0定形器150可以包括硬件和/或被配置为确定哪个相关联的级别1定形器140/144具有针对对于级别0定形器150可用的最高优先级分组的接入的在机器可读存储媒介上的可执行指令。如前文所述，每个级别2定形器130、132、134、136可向相关联的级别0定形器150指示最高可用分组优先级。级别0定形器150可以使用该信息来确定对于该组件可用的最高分组优先级。例如，级别2定形器130可以向级别0定形器150指示其具有针对优先级为“1”的分组的接入；级别2定形器132可以指示其具有针对优先级为“2”的分组的接入；级别2定形器134可以指示其具有针对优先级为“3”的分组的接入；级别2定形器136可以指示其具有针对优先级为“2”的分组的接入。从而，级别0定形器150可以确定级别2定形器130以及从而级别1定形器140当前提供最高优先级分组。

级别0定形器150可提供附加功能，比如端口监控和分组传输。级别0定形器150可监控端口160，以确定何时端口0160准备好传送下一分组。例如，端口0160可向级别0定形器150传送信号或者级别0定形器150可监控端口0160的外出队列的填充级别。与所使用的方法无关，一旦级别0定形器150确定端口0160针对下一分组已经准备好，则其可以向具有到最高优先级分组的接入的级别1定形器140、144传送针对分组的请求。在多个级别2定形器140、144具有到最高优先级的分组的接入的情况中，级别0定形器150可以使用一些用于确定要传送所述分组中的哪个分组的方法，比如循环算法。

端口0160可以是包括硬件和/或被配置为向其它节点传送消息的在机器可读存储媒介上编码的可执行指令。例如，端口0可以是连接到不同网络节点（例如核心网装置）的以太网端口。

在描述了网络节点100的组件之后，以下将提供对网络节点100的操作的简要介绍。应该理解的是，以下描述意在提供网络节点100的操作的概览并因此在某些方面进行了简化。以下将联系图2-7对网络节点100的详细操作进行进一步的描述。应该注意到是，虽然以下的示例假定只存在图1中说明的那些组件，但是网络节点中还可包括附加的和/或复制的组件。

级别2定形器130当前可向级别1定形器140和级别0定形器150指示其最高优先级分组具有优先级“1”。类似地，级别2定形器132、134、136可分别指示它们的最高优先级分组携带优先级“2”、“3”、“2”。当级别0定形器150确定端口0160已经针对另一分组准备好，则级别0定形器150可从级别1定形器140请求分组，这是因为其提供最高优先级的分组。级别1定形器140反过来可从级别2定形器130请求分组，这是因为级别2定形器130提供最高优先级分组。级别2定形器可将所述分组从队列120解除并将该分组传送到级别1定形器140，其反过来将该分组传送到级别0定形器150。级别0定形器150从而将该分组传送到端口0160。

在传送了分组之后，级别2定形器130可确定其新的最高优先级分组具有优先级“2”。级别2定形器130可进一步确定其当前超出其最大速率并且可以向级别1定形器140和/或级别0定形器150指示其当前不适合传送分组。从而，对于下一个分组，级别0定形器150可以使用循环算法来确定是传送由级别2定形器132提供的分组还是由级别2定形器136提供的分组，这是因为两个分组都携带等于“2”的最高可用优先级。

图2说明了用于存储分组的示例性队列200。队列200可对应于队列120、121、122、123、124、125、126、127中的一个或多个。队列200可包括缓冲器210、属性报告器220、活动监视器230和状态报告器240。

缓冲器210可以是任何能够存储分组的机器可读媒介。从而，缓冲器可包括机器可读存储媒介，比如随机存取存储器（RAM）、磁盘存储媒体、光存储媒体、闪存装置和/或类似的存储媒体。缓冲器210可存储进入的分组并按照先入先出（FIFO）的顺序传送分组。这种进入的分组可以经由接口（比如接口110、112、114、116中的一个或多个接口）到达。

属性报告器220可包括硬件和/或被配置为存储关于将在队列200中存储的分组的类型的配置信息的在机器可读存储媒介上的可执行指令。属性报告器220可进一步被配置为向其它组件（比如接口110、112、114、116中的一个或多个，和/或级别2定形器130、132、134、136中的一个或多个）报告这种配置信息。例如，属性报告器220可指示具有服务类别（CoS）标签“6”、“7”的分组应该被存储在队列200中。显然，可使用不同于CoS的其它属性来确定哪些分组应该被存储在队列200中。作为替换或补充，属性报告器220可指示应该被存储在队列200中的特定流。属性报告器220可在运行时间期间被预先配置和/或配置。

活动监视器230可包括硬件和/或被配置为监控缓冲器210以及估计或确定来自缓冲器210的分组的当前输出速率的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，活动监视器230可维持计数器，该计数器在每次从缓冲器210传送分组时增加。该计数器可被周期性缩减或清除，从而其充当对队列200的当前传输速率的估计。对于本领域技术人员来讲，其它用来估计或确定队列200的当前活动速率的方法是显然的。

状态报告器240可包括硬件和/或被配置为确定队列200的当前状态的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，在多个实施方式中，队列200可在CIR或EIR状态中进行操作。通过使用由活动监视器230确定的当前活动级别，状态报告器可确定队列200当前在哪种状态下进行操作。例如，如果当前活动大于预定的阈值，则状态报告器240可向其他组件指示队列200当前处于EIR状态。否则，状态报告器240可向其它组件指示队列200当前处于CIR状态。状态报告器240可向一个或多个其它组件（比如级别2定形器130、132、134、136中的一个或多个定形器）报告该状态信息。

图3说明了用于传送分组的示例性级别2定形器300。级别2定形器300可对应于级别2定形器130、132、134、136中的一个或多个定形器。级别2定形器300可包括传送信号监视器310、分组发射机320、队列接口330、331、队列状态和属性接口340、341、最高优先级报告器350、最高优先级计算器360、优先级计算器370、速率定形器380和适合性报告器390。

传送信号监视器310可包括硬件和/或被配置为接收来自另一组件的指示针对传送分组的请求的信号的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，级别1定形器140、144中的一个或多个定形器可向传送信号监视器310发送信号，请求传输分组。在响应中，传送信号监视器310可指导分组发射机320来传送分组。传送信号监视器310还可向速率定形器380通知分组已被传送。

分组发射机320可包括硬件和/或被配置为经由队列接口330、331中的一个或多个队列接口请求和接收分组的在机器可读存储媒介上的可执行指令。一旦接收到所请求的分组，分组发射机320可将分组转发到请求组件，比如级别1定形器140、144中的一个或多个定形器。一旦从传送信号监视器310接收到关于应该传送分组的指示，则分组发射机320可确定哪个队列持有最高优先级分组。例如，与将在下文中结合最高优先级报告器350详细描述的一样，最高优先级报告器350可指示分组发射机320可从中获得携带最高可用优先级的分组的队列接口330、331中的一个或多个队列接口。如果多于一个接口330、331可提供最高优先级分组，则分组发射机320可使用一些方法（比如循环算法）来选择从中请求分组的队列接口330、331。

队列接口330、331可每个包括硬件和/或被配置为与队列（比如队列120、121、122、123、124、125、126、127中的一个或多个）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，队列接口330、331可操作为传送针对分组的请求和/或在响应中接收分组数据。

队列状态和属性接口340、341可每个包括硬件和/或被配置为与队列（比如队列120、121、122、123、124、125、126、127中的一个或多个）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，队列接口330、331可操作为传送针对数据的请求和/或接收状态和/或队列属性信息。

最高优先级报告器350可包括硬件和/或被配置为向一个或多个组件传送指示在对于定形器300可用的分组之间的最高优先级的信号的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，最高优先级报告器可向级别1定形器140、144、和/或级别0定形器150中的一个或多个定形器发送最高优先级值。最高优先级报告器350可从最高优先级计算器知道可用的最高优先级。最高优先级报告器可附加地向分组发射机320指示哪个接口和/或队列当前提供与最高优先级相关联的分组。

最高优先级计算器360可包括硬件和/或被配置为从来自与定形器300相关联的队列的当前可用的所有分组之间确定最高优先级的在机器可读存储媒介上的可执行指令。最高优先级计算器360可从优先级计算器370接收每个队列的当前优先级并识别所报告的优先级的最高值。最高优先级计算器360可进一步适于向最高优先级报告器350和/或分组发射机320指示哪些队列当前提供具有最高优先级的分组。

优先级计算器370可包括硬件和/或被配置为针对与定形器300相关联的每个队列确定当前提供的分组的优先级的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，在其中每个队列被配置为对应到一个CoS、并且报告CIR和EIR状态之一的实施方式中，优先级计算器370可经由队列状态和属性接口340、341中的一者或多者来获取该信息。优先级计算器370从而可以使用状态和属性信息来确定队列的当前优先级。在各个实施方式中，优先级计算器370可向队列指派四种优先级之一。例如，优先级计算器370可确定与等于“5”或更高的CoS相关联且操作于CIR状态的队列具有等于“1”的当前优先级；与等于“4”或更低的CoS相关联且操作于CIR状态的队列具有等于“2”的当前优先级；与等于“5”或更高的CoS相关联且操作于EIR状态的队列具有等于“3”的当前优先级；与等于“4”或更低的CoS相关联且操作于EIR状态的队列具有等于“4”的当前优先级。显然，可使用多种不同的方法来指派优先级，而且可在确定优先级值的过程中使用附加或替换信息。此外，可指派多于或小于四个优先级级别。

速率定形器380可包括硬件和/或被配置为监控和/或估计定形器300的传输的当前速率的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，速率定形器380可包括计数器，该计数器在传送信号监视器310每次指示正在传送分组时增加。速率定形器380可周期性地降低或重置该计数器，以便维持对传输速率的当前估计。对于本领域技术人员来讲，其它用来估计或确定近期传输速率的方法是显然的。速率定形器380可进一步被配置针对速率定形的阈值。例如，如果当前传输速率超过所配置的阈值（比如1mbps），则速率定形器380可向适合性报告器390指示分组传输应被临时停止。

适合性报告器390可包括硬件和/或被配置为向一个或多个其它组件指示定形器300当前是否适合传送分组的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，示例性报告器390可将该信息传递到级别1定形器140、144、和/或级别0定形器150中的一个或多个定形器。

在各种替换实施方式中，适合性和最高可用优先级可能不被分开报告。例如，如果定形器300确定其当前不适合传送分组，则定形器300可以简单地将最低可能优先级指示为最高可用优先级分组，以阻止针对分组传输的请求。在这种实施方式中，最高优先级报告器350和适合性报告器390可以是相同组件。对于本领域技术人员来讲，各种附加修改是显然的。

图4说明了用于传送分组的示例性级别1定形器400。级别1定形器400可对应于级别1定形器140、144中的一个或多个。级别1定形器400可包括传送信号监视器410、分组发射机420、L2接口430、432、L2优先级接口440、442、L2适合性接口450、452、最高适合优先级计算器460、速率定形器480和适合性报告器490。

传送信号监视器410可包括硬件和/或被配置为接收来自另一组件的指示针对传送分组的请求的信号的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，级别0定形器150可向传送信号监视器410发送信号，请求传输分组。在响应中，传送信号监视器410可指导分组发射机420来传送分组。传送信号监视器410还可向速率定形器480通知分组已被传送。

分组发射机420可包括硬件和/或被配置为经由L2接口430、432中的一个或多个接口来请求和接收分组的在机器可读存储媒介上的可执行指令。一旦接收到所请求的分组，分组发射机420可将分组转发到请求组件，比如级别0定形器150。一旦从传送信号监视器410接收到关于应该传送分组的指示，则分组发射机420可确定哪个L2定形器提供最高优先级分组。例如，与将在下文中结合最高适合优先级计算器460详细描述的一样，最高适合优先级计算器460可指示分组发射机420可从中获得携带最高可用优先级的分组的L2接口430、432中的一个或多个L2接口。如果多于一个L2接口430、432可提供最高优先级分组，则分组发射机420可使用一些方法（比如循环算法）来选择从中请求分组的L2接口430、432。

L2接口430、432可每个包括硬件和/或被配置为与L2组件（比如L2定形器130、132、134、136中的一个或多个定形器）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，L2接口430、432可操作为传送针对分组的请求和/或在响应中接收分组数据。

L2优先级接口440、442可每个包括硬件和/或被配置为与L2组件（比如L2定形器130、132、134、136中的一个或多个）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，L2优先级接口440、442可操作为从每个这种L2组件接收最高可用优先级值。举例来讲，这种最高可用优先级可由诸如定形器300的最高优先级报告器350的组件传送。

L2适合性接口450、452可每个包括硬件和/或被配置为与L2组件（比如L2定形器130、132、134、136中的一个或多个L2定形器）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，L2适合性接口450、452可操作为从每个这种L2组件接收关于L2组件当前是否适合传送分组的指示。举例来讲，这种指示可由诸如定形器300的适合性报告器390的组件传送。

最高适合优先级计算器460可包括硬件和/或被配置为确定哪个L2组件当前提供具有最高优先级的分组的在机器可读存储媒介上的可执行指令。从而，针对与定形器400相关联的每个L2组件，最高适合优先级计算器460可经由L2优先级接口440、442获取优先级信息以及经由L2适合性接口450、452获取适合性信息。最高适合优先级计算器460从而可以针对与当前适合传送分组的那些相关联的L2装置确定可用的最高优先级分组。最高适合优先级计算器460从而可以向分组发射机420指示哪个L2组件提供具有最高适合优先级的分组。在其中未单独报告适合性的各种替换实施方式中，最高适合优先级计算器460可简单地确定最高报告优先级，而且L2适合性接口450、452可以不存在。

速率定形器480可包括硬件和/或被配置为监控和/或估计定形器400的传输的当前速率的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，速率定形器480可包括计数器，该计数器在传送信号监视器410每次指示正在传送分组时增加。速率定形器480可周期性地降低或重置该计数器，以便维持对传输速率的当前估计。对于本领域技术人员来讲，其它用来估计或确定近期传输速率的方法是显然的。速率定形器480可进一步被配置针对速率定形的阈值。例如，如果当前传输速率超过所配置的阈值（比如1mbps），则速率定形器480可向适合性报告器490指示分组传输应被临时停止。

适合性报告器490可包括硬件和/或被配置为向一个或多个其它组件指示定形器400当前是否适合传送分组的在机器可读存储媒介上的可执行指令。例如，示例性报告器490可将该信息传递到级别0定形器150。

在级别2定形器向级别1定形器而不是级别0定形器提供可用最高优先级的各种替换实施方式中，级别1定形器400可附加地包括最高优先级报告器（未示出），其与级别2定形器300的最高优先级报告器350类似。如此，每个级别1定形器可向该组件报告可用的最高优先级。所提供的L0定形器从而可接收更小数量的这种最高可用优先级。对于本领域技术人员来讲，在实施这种替换实施方式的过程中有用的附加修改是显然的。

图5说明了用于传送分组的示例性级别0定形器500。级别0定形器可对应于级别0定形器150。级别0定形器500可包括端口监视器510、分组发射机520、L1接口530、534、L2优先级接口540、546、L2适合性接口550、556、L1适合性接口560、564以及最高适合优先级计算器570。

端口监视器510可包括硬件和/或被配置为监控端口（比如端口0160）和/或接收来自这种端口的指示端口准备好接收分组的信号的在机器可读存储媒介上的可执行指令。在响应中，端口监视器510可指导分组发射机520来传送分组。

分组发射机520可包括硬件和/或被配置为经由L1接口530、534中的一个或多个L1接口来请求和接收分组的在机器可读存储媒介上的可执行指令。一旦接收到所请求的分组，分组发射机520可将分组转发到准备好的端口，比如端口0160。一旦从端口监视器510接收到关于应该传送分组的指示，则分组发射机520可确定哪个L1组件当前提供最高优先级分组。例如，与将在下文中结合最高适合优先级计算器570详细描述的一样，最高适合优先级计算器570可指示分组发射机520可从中获得携带最高可用优先级的分组的L1接口530、534中的一个或多个L1接口。如果多于一个接口530、534可提供最高优先级分组，则分组发射机520可使用一些方法（比如循环算法）来选择从中请求分组的队列接口530、534。

L1接口530、534可每个包括硬件和/或被配置为与L1组件（比如L1定形器140、144中的一个或多个L1定形器）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，L1接口530、534可操作为传送针对分组的请求和/或在响应中接收分组数据。

L2优先级接口540、546可每个包括硬件和/或被配置为与L2组件（比如L2定形器130、132、134、136中的一个或多个L2定形器）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，L2优先级接口540、546可操作为从每个这种L2组件接收最高可用优先级值。举例来讲，这种最高可用优先级可由诸如定形器300的最高优先级报告器350的组件传送。

在级别2定形器向级别1定形器而不是级别0定形器提供可用最高优先级的各种替换实施方式中，级别1定形器可向向级别0定形器报告它们的最高优先级。在这种实施方式中，级别0定形器500可作为替换或补充包括以与L2优先级接口相似的方式操作的多个L1优先级接口（未示出），而不是与多个L1组件进行通信。对于本领域技术人员来讲，在实施这种替换实施方式的过程中有用的附加修改是显然的。

L2适合性接口550、556可每个包括硬件和/或被配置为与L2组件（比如L2定形器130、132、134、136中的一个或多个L2定形器）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，L2适合性接口550、556可操作为从每个这种L2组件接收关于L2组件当前是否适合传送分组的指示。举例来讲，这种指示可由诸如定形器300的适合性报告器390之类的组件传送。

L1适合性接口560、564可每个包括硬件和/或被配置为与L1组件（比如L1定形器140、144中的一个或多个L1定形器）进行通信的在机器可读存储媒介上的可执行指令。相应地，L1适合性接口560、564可操作为从每个这种L1组件接收关于L1组件当前是否适合传送分组的指示。举例来讲，这种指示可由诸如定形器400的适合性报告器490的组件传送。

最高适合优先级计算器570可包括硬件和/或被配置为确定哪个L1组件当前提供具有最高优先级的分组的在机器可读存储媒介上的可执行指令。从而，针对与定形器500相关联的每个L2组件，最高适合优先级计算器570可经由L2优先级接口540、546获取优先级信息以及经由L2适合性接口550、556和/或L1适合性接口560、564获取适合性信息。最高适合优先级计算器570从而可以针对与当前适合传送分组的那些相关联的L1装置确定可用的最高优先级分组。然后最高适合优先级计算器570可以向分组发射机520指示哪个L1组件提供具有最高适合优先级的分组。在其中未单独报告适合性的各种替换实施方式中，最高适合优先级计算器570可简单地确定最高报告优先级，而且L2适合性接口550、556和/或L1适合性接口560、564可以不存在。

图6说明了用于传送分组的示例性方法600。示例性方法600可由例如网络节点100的组件执行。方法600可在步骤605开始，并进行到步骤610，其中网络节点100可以确定外出端口准备好接收分组。例如，端口0160可向级别0定形器150传送信号。

随后，在步骤620，网络节点100可针对跨越所有进入接口的传输确定可用的最高优先级分组。例如，每个L2组件130、132、134、136可计算最高可用优先级并将值发送到级别0定形器150。级别0定形器150从而可选择针对传输所报告的那些优先级中的最高优先级。在其中各种组件执行速率定形并报告适合性的各种实施方式中，如上文所详述，节点100可以只为来自适合传输的那些分组的传输选择分组。从而，所传送的分组可以是跨越所有接口的适合分组的集合中具有最高优先级的分组。

一旦识别了最高优先级分组，则节点100在步骤630中将所述分组传送到准备好的端口。在各种实施方式中，步骤630可包括将位于端口的外出缓冲器上的分组解除和/或当前经由端口向另一网络节点传送所述分组。方法600随后在步骤635中结束。

图7说明了用于确定最高优先级分组的示例性方法700。方法700可对应于方法600的步骤620。方法700开始于步骤705并进行到步骤710，其中每个L2组件确定对于该组件可用的分组之间的最高优先级。每个L2组件还可向节点100的适当的L1和L0组件报告这一信息。接下来，在步骤720，每个L1组件可使用由相关联的L2组件报告的优先级来确定哪些L2组件提供携带最高可用优先级的分组。类似地，在步骤730，每个L0分组可以使用由相关联的L2组件报告的优先级来确定哪些L1组件提供携带最高可用优先级的分组。方法700随后在步骤735中结束。

根据前述内容，各种示例性实施方式提供了当调度分组传输时更加充分地考虑分组优先级的网络节点。特别地，通过在定形和/或调度分层的所有级别上共享分组优先级，所述节点的每个组件具有到在选择用于传输的最佳分组的过程中有帮助的信息的接入。

从前述描述中显然可以看出，本发明的各种示例实施方式可被实施于硬件和/或固件中。此外，各种示例实施方式可被实施为存储于机器可读存储媒介上的指令，这些指令可被至少一个处理器读取和执行，以执行这里具体描述的操作。机器可读存储媒介可包括任何用于以可由机器（比如个人或膝上电脑、服务器或其它计算装置）读取的形式存储信息的机制。从而，机器可读存储媒介可包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、磁盘存储媒体、光存储媒体、闪存装置和类似的存储媒体。

本领域技术人员应该理解的是，这里的任何框图表示实施本发明的原理的说明性电路的概念性视图。类似地，应该理解任何流程表、流程图、状态转变图、伪码等表示可在机器可读媒体中实质表示的各种进程，并从而由计算机或处理器执行，不管这种计算机或处理器是否显式地示出。

虽然这里详细描述了各种示例性实施方式，并对其中的示例方面进行特别引用，但应该理解的是，本发明能够实施其它实施方式并且其细节能够在各种明显的方面进行修改。对本领域技术人员来讲，在保持在本发明的精神和范围之内的情况下，显然可进行各种变形和修改。从而，前述公开、描述和附图只用于说明目的，且不以任何方式限制本发明，本发明仅由权利要求限定。

Claims (14)

1.一种由具有分层组织的网络节点执行的用于在计算机网络中转发分组的方法，该方法包括：

由所述网络节点确定所述网络节点的端口（160）准备好接收分组（610）；

在经由多个接口接收到的多个分组之间识别具有最高分组优先级的分组（620），其中针对第一分层级别处的多个组件中的每一个组件，所述识别的步骤包括：

基于与对于所述第一分层级别处的组件可用的多个分组中的每一个分组相关联的分组优先级，在对于所述第一分层级别处的组件可用的多个分组之间识别第一级别最高优先级分组（710），

与第二分层级别处的至少一个组件共享所述第一级别最高优先级分组的分组优先级；以及

向所述端口传送具有所述最高优先级的分组(630)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中第三分层级别位于所述第一分层级别与所述第二分层级别之间。

3.根据权利要求1或2中的任一项权利要求所述的方法，其中所述多个分组是被识别为适合由至少第一组多个流量定形组件传输的所有分组组成的群组。

4.根据权利要求1-3中的任一项权利要求所述的方法，其中基于由所述分组携带的至少一个字段确定所述多个分组的每个分组优先级。

5.根据权利要求1-4中的任一项权利要求所述的方法，其中所述多个分组被存储在多个队列（120-127）之间，该方法还包括：

确定持有所述多个分组中的分组的队列的状态；

基于所述队列的状态来为所述分组确定分组优先级。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述状态是承诺信息速率状态和超额信息速率状态中的一者。

7.一种用于转发分组的网络节点，该网络节点包括：

用于传送分组的传输端口（160）；

用于接收分组的多个接口（110-116）；

用于存储通过所述多个接口接收到的分组的多个队列，其中分组优先级与每个分组相关联（120-127）；以及

多个第一级别定形器，每个第一级别定形器与所述多个队列的子集相关联，其中每个第一级别定形器用于：

在对于来自所述多个队列的子集的传输可用的所有分组中识别具有第一级别最高分组优先级的分组（710），并且

与至少一个其他组件共享所述第一级别最高分组优先级；第二级别定形器，该第二级别定形器用于：

接收关于所述传输端口准备好接收分组的指示（610），

接收由所述多个第一级别定形器中的至少一个第一级别定形器所共享的至少一个第一级别最高分组优先级；

基于所述至少一个第一级别最高分组优先级来识别与最高分组优先级相关联的可用分组（620），并且

向所述传输端口传送具有所述最高分组优先级的可用分组（630）。

8.根据权利要求7所述的网络节点，该网络节点还包括位于所述多个第一级别定形器与所述第二级别定形器之间的多个第三级别定形器。

9.根据权利要求8所述的网络节点，其中：

所述多个队列中的每个队列指示所述队列的前端处的分组对于传输是可用的；

所述多个第三级别定形器中的每个第三级别定形器包括速率定形器，该速率定形器用于：

监控所述第三级别定形器的活动级别，

基于所述活动级别来确定所述第三级别定形器是否适合传送分组，并且

如果所述第三级别定形器不适合传送分组，则向所述第二级别定形器指示没有分组对于传输是可用的。

10.根据权利要求7-9中的任一项权利要求所述的网络节点，其中与所述最高分组优先级相关联的可用分组是从被至少第一组多个定形器识别为适合传输的分组组成的群组中选择的。

11.根据权利要求7-10中的任一项权利要求所述的网络节点，其中每个分组优先级是基于由相关联的分组携带的至少一个字段而被确定的。

12.根据权利要求7-11中的任一项权利要求所述的网络节点，其中

所述多个队列的每个队列包括活动监视器（230），该活动监视器基于所观测的活动来确定所述队列的状态；并且

每个分组的分组优先级是基于存储所述分组的队列的状态的。

13.根据权利要求12所述的网络节点，其中所述状态是承诺信息速率状态和超额信息速率状态中的一者。

14.根据权利要求7-13中的任一项权利要求所述的网络节点，该网络节点还包括：

与至少一个第一级别定形器相关联的第三级别定形器；

其中所述第一级别定形器与所述第三级别定形器和所述第二级别定形器中的至少一者共享所述第一级别最高分组优先级。

Images