CN104023281A - 用于数据流识别和校准的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于数据流识别和校准的系统和方法。可以识别虚拟通路（VL）标识符以便为数据流创建有效的线路图。该线路图使复用器或解复用器能够对所述VL标识符校准以匹配物理通路标识符。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年2月28日提交的临时申请US61/770，414和于2013年3月29日提交的美国专利申请US13/853,164的优先权，其通过引用它们的全部结合在本文中。
技术领域
本发明大体涉及网络，更具体地，涉及用于在40/100千兆位以太网变速箱中的数据流识别和校准的系统和方法。
背景技术
对数据通信基础设施的需求日渐增加。这些渐增的需求由各种因素驱动，包括多媒体通信量渐增的带宽要求。为了顺应所述渐增的带宽要求，通信链路速度同样继续发展。现今，普遍使用10千兆位以太网（GbE）端口。正如网络速度继续增加，现今网络的管理将变得更加重要。
发明内容
根据本发明的实施方式，提供了以下设备和方法。
（1）一种设备，包括：
多个输入端，用于接收对应的多个第一信道；
数据流标识符模块，被配置为识别包含在所述多个第一信道内的数据流标识符；以及
比特复用器，被配置为将来自所述多个第一信道的比特复用到与所述多个第一信道相比具有更高比特率的一个或多个第二信道里，其中，被复用到所述一个或多个第二信道里的比特的排序基于由所述数据流标识符模块识别的所述数据流标识符的身份。
（2）根据（1）所述的设备，其中，所述多个第一信道是10Gbit/s信道，并且所述一个或多个第二信道是25Gbit/s信道。
（3）根据（1）所述的设备，其中，所述比特复用器从所述数据流标识符模块接收数据流标识符信息。
（4）根据（3）所述的设备，其中，所述数据流标识符信息由所述数据流标识符模块正向馈送到所述比特复用器。
（5）根据（1）所述的设备，其中，所述数据流标识符由IEEE802.3ba定义。
（6）根据（1）所述的设备，其中，所述排序提供所述多个第一信道到物理信道通路的校准。
（7）一种设备，包括：
多个输入端，用于接收对应的多个第一信道；
数据流标识符模块，被配置为识别包含在所述多个第一信道内的数据流标识符；以及
比特解复用器，被配置为将来自所述多个第一信道的比特解复用到与所述多个第一信道相比具有更低比特率的一个或多个第二信道里，其中，被解复用到所述一个或多个第二信道里的比特的排序基于由所述数据流标识符模块识别的所述数据流标识符的身份。
（8）根据（3）所述的设备，其中，所述多个第一信道是25Gbit/s信道，并且所述多个第二信道是10Gbit/s信道。
（9）根据（7）所述的设备，其中，所述比特解复用器从所述虚拟通路标识符模块接收数据流标识符信息。
（10）根据（9）所述的设备，其中，所述数据流标识符信息从所述数据流标识符模块反馈到所述比特解复用器。
（11）根据（9）所述的设备，其中，所述数据流标识符信息从所述数据流标识符模块正向馈送到所述比特解复用器。
（12）根据（7）所述的设备，其中，所述数据流标识符由IEEE802.3ba定义。
（13）根据（7）所述的设备，其中，所述排序提供所述多个第一信道到物理信道通路的校准。
（14）由网络设备执行的方法，包括：
识别由所述网络设备中的数据流识别符模块接收的多个信道内包含的数据流标识符；以及
基于识别的所述数据流标识符，将所述多个第一信道校准到耦接至所述网络设备的发射器的多个物理信道通路上。
（15）根据（14）所述的方法，其中，所述多个信道是10Gbit/s信道。
（16）根据（14）所述的方法，其中，所述校准包括使用比特复用器校准。
（17）根据（14）所述的方法，其中，所述校准包括使用比特解复用器校准。
（18）根据（14）所述的方法，其中，所述数据流标识符由IEEE802.3ba定义。
（19）根据（14）所述的方法，其中，所述多个物理信道通路与10Gbit/s数据流相关联。
（20）根据（14）所述的方法，其中，所述多个物理信道通路与25Gbit/s数据流相关联。
附图说明
为了描述可以获得本发明上述列举的及其他优势和细节的方式，将参考在附图中示出的其具体的实施方式提出上面简要描述的发明的更详尽的描述。理解这些附图描述仅本发明的典型实施方式并且因此不被认为限制它的范围，将通过使用附图描述和说明本发明额外的特征和细节，附图中：
图1示出100千兆位以太网变速箱的实例环境。
图2A和2B示出级连100千兆位以太网反向变速箱的100千兆位以太网变速箱的实例操作。
图3示出使用多通路分配PCS通路标识符的数据流标记的实例实施方式。
图4示出根据本发明的变速箱的实例实施方式。
图5示出根据本发明的反向变速箱的实例实施方式。
图6示出本发明的过程的实例流程图。
具体实施方式
以下详细讨论本发明的各种的实施方式当论述具体的实施方式时，应当理解这仅用于示意目的。相关精通技术的人员将认识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以使用其他组件和配置。
网络交换机设计有不断增加的带宽。在一个实施方式中，交换机带宽增加通过增加交换机I/O速度实现。例如，四个25.7Gbps通路可用于传输100GbE通信量。这和常规使用十个10.3125Gbps通路传输100GbE通信量形成对比。
在100GbE（10千兆位）中，物理层设备（PHY）的物理编码子层（PCS）定义20个虚拟通路，在此每虚拟通路可以随后的被比特复用到更高波特率。在本发明中，认识到比特复用的主要问题之一是当中间的通路之一失误时丢失资料。该资料丢失可能很重要，因为其可能导致无跟踪通信流量路径的能力。有效管理网络中的困难可能因此增加，网络管理成本提高。
本发明的一个特征是，比特复用导致的资料丢失可以通过虚拟通路（VL）标识符的识别减轻，所述虚拟通路标识符的识别可以有效地为数据流创建线路图。在一个实施方式中，这种识别可以在辅助光PCS中实现。总体上，线路图的功能性生成可以允许复用器或解复用器校准VL标识符以匹配物理通路标识符。在100GbE实例中，可以校准VL0-9/10-19到物理通路0-9。该虚拟通路到物理通路的校准允许跟踪通信流量路径。
在一个实施方式中，设备包括：多个输入端，用于接收对应的多个第一信道；数据流标识符模块，被配置为识别包含在多个第一信道内的数据流标识符；以及比特复用器，被配置为将来自多个第一信道的比特复用到一个或多个第二信道里，与多个第一信道相比第二信道具有更高比特率，其中，被复用到所述一个或多个第二信道里的比特的排序基于由数据流标识符模块识别的数据流标识符的身份。
在另一实施方式中，设备包括：多个输入端，用于接收对应的多个第一信道；数据流标识符模块，被配置为识别包含在多个第一信道内的数据流标识符；以及比特解复用器，被配置为将来自多个第一信道的比特解复用到多个第二信道里，与多个第一信道相比，多个第二信道具有更少比特率，其中解复用到多个第二信道里的比特的排序基于由数据流标识符模块识别的数据流标识符的身份。
总体上，根据本发明的设备可被设计成通过设备中的数据流标识符模块识别包含在接收到的多个数据流内的数据流标识符，并且基于所识别的数据流标识符将多个第一数据流校准到被耦接到设备发射器的多个物理通路上。
为了示出本发明的各种的细节，首先参考图1，其示出40/100千兆位以太网变速箱的实例环境。如将理解的，所述实例环境并非意指限制在本发明的原理上。更确切些，所述实例环境示出本发明原理的一个实例应用。
如示出的，100千兆位小尺寸可插拔式（CFP）模块110经由100千兆位连接单元接口（CAUI）耦接到设备120（例如，100GbE交换机、包处理器、ASIC等）。所述CAUI接口定义以10.3125Gbps运行的10个通路。CFP模块110还包括100GbE物理层设备（PHY）112，LR4/ER4光纤发射机114和LR4/ER4光纤接收机116。在提供运行在10.3125Gbps的10个通路和运行在25.7Gbps的四个通路之间的接口的情况下，100GbEPHY112包括混合以上描述的本发明的特征的变速箱和反向变速箱。以下提供这种特征的详细说明。总体上，100GbE PHY112包括变速箱和反向变速箱，其分别包括比特复用器和解复用器。
图2A示出与100GbE反向变速箱级连的常规100GbE变速箱的实例操作。如示出的，变速箱210经由光链路或铜质电缆耦接到反向变速箱220，同时变速箱230经光链路或铜质电缆耦接到反向变速箱240。在级连型式中，变速箱210和反向变速箱220的组合以及变速箱230和反向变速箱240的组合用来促进10个10.3125Gbps业务通路作为100GbE链接的通信。
多通路分配（MLD）定义用于100GbE（10千兆位以太网）的20个虚拟通路和用于40GbE（4千兆位以太网）的四个虚拟通路。MLD PCS通路标识符在IEEE802.3条款82中定义。以下的表格1识别以在图3中示出的格式安排的100GbE PCS通路标识符。这里，比特交错奇偶（BIP）字段BIP7是BIP3的比特式反演。
表1
总体上，虚拟通路ID允许通过接收PCS重建以太网帧。在比特复用过程中，特定虚拟通路业务不再在关联的（发源的）物理通路上传播。该对应的缺少使得系统的纠错或测试很难，从而增加网络管理成本。
图2A示出虚拟通路业务和通过与100GbE反向变速箱级连的100GbE变速箱的常规操作制造的物理通路之间所述对应的缺少。如在图2A的左上部分中示出的，VL0/10到9/19正分别在物理通路0-9上传播。然而，当横越变速箱210和反向变速箱220时，由反向变速箱220产生的输出是已丢失它们与特定物理通路的对应的虚拟通路。换言之，由反向变速箱220输出的虚拟通路不再具有与特定物理通路的关联。例如，VL8/18现在正由反向变速箱220输出到物理通路0上。这和VL8/18与在向变速箱210的输入上的物理通路8的关联形成对比。总体上，与100GbE反向变速箱级连的100GbE变速箱的常规操作会扰乱VL和物理通路的关联。
在图2A的右下部分，向变速箱230的输入已经被扰乱使得在向变速箱230的输入没有虚拟通路和物理通路之间的对应。当横越通过变速箱230和反向变速箱240时，在反向变速箱240的输出，虚拟通路如示出的被更进一步扰乱。例如，VL9/19在向变速箱230的输入在物理通路0上接收到，然后随后的输出由反向变速箱240在物理通路4上收到。如之前提到的，该扰乱及VL和物理通路之间对应的丢失使得在基于VL的系统中纠错或测试非常麻烦。
在本发明中，认识到VL标识符的识别可用于有效地为虚拟通路的重校准创建线路图。在一个实施方式中，本发明的这种特征被结合作为辅助光PCS元件。本发明的一个特征是VL标识符的识别和基于识别的VL标识符的重新校准允许虚拟通路与物理通路匹配。
图2B示出本发明重新校准原理的操作，其使用与图2A相同的虚拟通路输入。如示出的，变速箱250经由光链路或铜质电缆被耦接到反向变速箱260，同时变速箱270经由光链路或铜质电缆被耦接到反向变速箱280。在级连型式中，变速箱250和反向变速箱260的组合以及变速箱270和反向变速箱280的组合用来促进10.3125Gbps业务的10个通路的通信作为100GbE链路。然而和图2A对比，图2的级连变速箱和反向变速箱支持VL识别和基于识别的VL标识符的重新校准。
如示出的，反向变速箱260和反向变速箱280两者的输出现在都被重新校准为使得VL0/10到9/19分别在物理通路0-9上传播。无论输入虚拟通路是否已经被扰乱，都使用这个重新校准情形。更准确地说，当变速箱250接收与物理通路0-9校准的VL0/10到9/19，并且变速箱270接收未与物理通路0-9校准的VL0/10到9/19时，级连的反向变速箱260和280的输出分别产生与物理通路0-9校准的VL0/10到9/19。
图4示出允许VL识别和基于VL识别的重新校准的变速箱的实例实施方式。如示出的，来自CAUI接口的十个输入在物理通路0-9上接收到并且被传递到延迟锁定环（DLL）402上。如由图2B的实例演示的，在物理通路0-9上接收的输入可以或可能不被扰乱。这样，在给定的设施中，任何输入物理通路0-9可以接收VL0/10、1/11、2/12、3/13等中的任意一个。
在通过FIFO404之后，虚拟通路然后被传递到辅助VL标识符406上。一般而言，辅助VL标识符406被设计成识别在数据流内携带的VL标识符。这里，应注意辅助VL标识符406可以具体化为轻型PCS元件，使得其不增加大量时延。在十个数据流中VL标识符的识别使变速箱能够有效地创建线路图，其允许变速箱将正确的数据流关联到特定物理通路。
如示出的，基于VL的信息被正向馈送到10到4复用器408，以便在比特复用过程中使用。这里，应注意由辅助VL标识符406正向发送到10到4复用器408的特殊方式和/或类型的信息将是执行相关的。大体上，任何信息可以由辅助VL标识符406转发到10到4复用器408，使得转发的信息用于控制10到4复用器408选择性地将来自各种输入数据流的比特复用到最终被路由到输出物理信道的输出数据流的功能。在一个示例中，转发的信息可以表现控制复用元件的操作的控制信号。
基于控制信息，10到4复用器408由十个输入物理信道产生四个更高速率信道。这四个信道然后由发射器410输出以便为四个物理通路产生四个25.7Gbps输出。再次，通过由辅助VL标识符406向10到4复用器408提供基于VL的控制信息，促使输入虚拟通路与输出物理通路校准。
图5示出允许VL识别和基于VL识别的重新校准的反向变速箱的实例实施方式。如示出的，来自四个25.7Gbps通路的输入被在物理通路0-3上接收并且被传递到均衡（EQ）/时钟和数据恢复（CDR）模块502上。四个25.7Gbps通路通过FIFO504并且到达4到10解复用器506，所述4到10解复用器产生十个10.3125Gbps数据流。这10个10.3125Gbps数据流被传递到辅助VL标识符508上用于作为部分CAUI接口传输。
如在图4的变速箱实施方式中，辅助VL标识符508可以具体化为不增加大量时延的轻型PCS元件。一般而言，辅助VL标识符508可以被配置为识别在数据流内携带的VL标识符。基于VL标识符的识别的控制信息然后可以由辅助VL标识符508反馈到4到10解复用器506。这个控制信息使反向变速箱能够创建有效的线路图，使得正确的数据流被输出在CAUI接口的特定物理通路上。
如示出的，基于VL的信息由辅助VL标识符508反馈4到10解复用器506以便在比特解复用过程中使用。再次，应注意由辅助VL标识符508反馈到4到10解复用器506的特殊形式和/或类型的信息将是执行相关的。大体上，任何信息可以由辅助VL标识符508反馈到4到10解复用器506，使得反馈的信息用于控制4到10解复用器506选择性地将来自各种输入数据流的比特解复用到最终被路由到输出物理信道的输出数据流的功能。在一个示例中，转发的信息可以表现控制解复用元件的操作的控制信号。
在另外的实施方式中，VL识别可以在4到10解复用器506之前发生。在这样的实施方式中，VL识别将在25.7Gbps数据流而不是10.3125Gbps数据流上生效。这种实施方式将产生可以正向馈送到4到10解复用器506的控制信息。如这种替换实施方式示出的，依据在单独数据流内识别VL标识符的特定机制可以是执行相关的。重要的是VL标识符的识别可用于控制虚拟通路到物理通路的关联。
再次，应当认识到涉及复用或解复用元件的VL识别的特定位置将是执行相关的。这种执行相关的细节可以允许另外的实施方式，在该另外的实施方式中VL识别组件至少部分地与复用或解复用元件结合。
参考图4和图5描述的实施方式分别示出结合本发明细节的变速箱和反向变速箱的实例硬件实施方式。这种实例硬件实施方式并非旨在限制。
图6示出本发明的实例过程的流程图。如示出的，所述过程在步骤602开始，在步骤602，在多个数据流内识别数据流标识符。在一个实例中，数据流标识符是MLD PCS通路标识符。如将理解的，使用的数据流标识符的特定类型将是执行相关的。
此外，多个数据流的特定形式可以变化。例如，多个数据流可以是独立的单独数据流（例如，在CAUI或XLAUI接口中的10G信道），或单独表现已被合并成更高速率数据流（例如，25.7G信道）的一组数据流的数据流。不考虑其中检查多个数据流的形式，步骤602的过程可被设计成识别包含在多个数据流内的数据流标识符。
在识别数据流标识符之后，所述过程然后继续至步骤604，在步骤604，基于数据流标识符校准多个数据流。如将理解的，校准的特定过程可以变化并且可以依赖于数据流识别的特定机制和在数据流变速箱或反向变速箱过程中数据流识别的位置。一般而言，可以使用任何使用数据流标识符的识别以便将与选定物理通路相关联的输出关联单独数据流的过程。在简单的实例中，校准过程可以凭借用图形表示实现连接一组输入数据流到一组输出数据流的线路图的选择性路由过程。
在步骤606，多个数据流的校准提供用于在定向的物理通路上传输多个数据流的基础。如上所述，输入数据流可以已经相对物理通路被扰乱。在步骤606完成的所述过程确保输出数据流被促使加入到分配的物理通路里。这个校准允许更多高效的系统的纠错和测试。
应注意上面的描述主要聚焦在被应用于CAUI接口的变速箱和反向变速箱。这种描述并非旨在限制。本发明的特征可以被应用于XLAUI接口、应用于包括所识别的子速率信道的任何更高速率接口、应用于非以太网系统内的信道等。
本发明的另一实施方式可以提供机器和/或计算机可读存储器和/或介质，在其上已经存储了具有可由机器和/或计算机执行的至少一个码部分的机器码和/或计算机程序，从而使机器和/或计算机执行如本文中描述的步骤。
本发明的这些及其他方面将通过回顾上述的具体实施方式变得对本领域中的技术人员显而易见。尽管上面已描述了本发明的许多显著特征，本发明也能够支持其他实施方式并且能够以将对一个阅读本公开发明之后普通的技术人员显而易见的各种各样的方式实践和执行，因此上面的描述不应当被认为是排除在这些其他实施方式之外的。同样，应理解本文中采用的措词和术语是为了描述的目的而不应被认为是限制性的。
Claims (10)
1.一种设备，包括：
多个输入端，用于接收对应的多个第一信道；
数据流标识符模块，被配置为识别包含在所述多个第一信道内的数据流标识符；以及
比特复用器，被配置为将来自所述多个第一信道的比特复用到与所述多个第一信道相比具有更高比特率的一个或多个第二信道里，其中，被复用到所述一个或多个第二信道里的比特的排序基于由所述数据流标识符模块识别的所述数据流标识符的身份。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述比特复用器从所述数据流标识符模块接收数据流标识符信息。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述数据流标识符信息由所述数据流标识符模块正向馈送到所述比特复用器。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述排序提供所述多个第一信道到物理信道通路的校准。
5.一种设备，包括：
多个输入端，用于接收对应的多个第一信道；
数据流标识符模块，被配置为识别包含在所述多个第一信道内的数据流标识符；以及
比特解复用器，被配置为将来自所述多个第一信道的比特解复用到与所述多个第一信道相比具有更低比特率的多个第二信道里，其中，被解复用到所述多个第二信道里的比特的排序基于由所述数据流标识符模块识别的所述数据流标识符的身份。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述比特解复用器从所述虚拟通路标识符模块接收数据流标识符信息。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述数据流标识符信息从所述数据流标识符模块反馈或正向馈送到所述比特解复用器。
8.根据权利要求5所述的设备，其中，所述排序提供所述多个第一信道到物理信道通路的校准。
9.一种由网络设备执行的方法，包括：
识别由所述网络设备中的数据流识别符模块接收的多个信道内包含的数据流标识符；以及
基于所识别的数据流标识符，将所述多个第一信道校准到耦接至所述网络设备的发射器的多个物理信道通路上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述校准包括使用比特复用器或比特解复用器进行校准。
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