CN104620548A - 用于根据ieee 802.1 qbv传输分组的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种网络设备，包括被配置为存储具有优先级级别的相应数据帧的多个队列。网络设备包括：整形器，被配置为在传输间隔的第一部分期间传输来自多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧，在从在传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示传输间隔的开始的第二时间的阻止带期间阻止来自多个队列中的第二队列的数据帧，基于第二时间和将在传输间隔期间传输的最大帧大小确定第二时间，以及在第一时间之后且在第二时间之前基于第二时间有选择地传输来自多个队列中的第二队列的数据帧。

Description

用于根据IEEE 802.1 QBV传输分组的方法和装置
有关申请的交叉引用
本申请要求对提交于2013年9月10日的第14/022,562号美国发明专利申请的优先权和提交于2012年9月11日的第61/699,743号美国临时申请的权益。本申请与提交于2013年2月21日的第13/772,908号美国专利申请和提交于2012年3月8日的第13/415,112号美国专利申请有关。以上引用的申请的全部公开内容通过引用而结合于此。
技术领域
本公开内容涉及数据通信网络中的网桥。
背景技术
数据通信网络可以包括多个通话器(或者数据源)和多个接收器。可以在每个通话器与接收器之间连接任何数目的网桥(或者交换机)。数据通信网络可以是任意网络(称为非工程设计的网络)或者非任意网络(称为工程设计的网络)。任意网络可以例如是可以具有不同网络设备(例如计算机、蜂窝电话、电视、打印机和电子写字板)的住宅局域网(LAN)，这些网络设备在网络中的各种点和在随机时间任意地连接和断开。无论在任意网络中正在传输的数据的优先级级别如何，网络设备都可以在任何时间连接和断开。
非任意网络可以例如是在车辆内的汽车网络或者制造组装线网络。一般而言，非任意网络中的网络设备是固定的，并且未连接到非任意网络和/或未从非任意网络断开。虽然网络设备可以连接到非任意网络和/或从非任意网络断开，但是与正在连接到非任意网络或者从非任意网络断开的网络设备的通信可以在高优先级数据的传输时段期间被给予更低优先级。在这些传输时段期间，在非任意网络中的网络设备之间传输高优先级数据。
例如根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.1Qav和/或Qbv操作的非任意以太网网络可以包括通话器(或者源)、多个网桥和受话器(或者接收器)。通话器可以在周期性传输时间间隔的分配的传输时段期间通过网桥向受话器传输高优先级数据。高优先级数据可以例如是指具有低延时要求的A类或者B类数据。术语延时是指用于高优先级帧被传输通过非任意网络的一跳或者多跳的时间。从在高优先级帧的最后比特被用于该跳的网络设备接收时的时间到在从该网络设备发射该最后比特时的时间来测量单跳的延时。简言之，从最后比特进入网络设备到最后比特从网络设备出来，测量单跳的延时。单跳可以是指非任意网络的通话器(称为端站)或者网桥。
在非任意以太网网络中，传输的数据可以例如具有三至八个优先级级别之一。A类数据可以包括具有最高优先级级别的音频视频桥接(AVB)数据。最高优先级用来保证最低延时。虽然AVB数据可以包括音频数据和/或视频数据，但是AVB数据也可以包括控制数据、用户数据、参考数据或者其它类型的数据。最高优先级级别数据可以被提供有预定数量的带宽和预定最大延时。这保证在分配的时间段期间传输A类数据并且与通过预定的跳数和/或在端站之间传输A类数据相关联的延时小于预定最大延时。B类数据可以是具有次高优先级级别的AVB数据。所有非AVB数据使用剩余的更低优先级级别。一般而言，在更低优先级数据之前传输更高优先级数据。如果设备支持少于最多八个优先级级别，则IEEE 802.1Qav标准定义八个外部优先级将如何被映射到设备支持的优先级的数目。在所有情况下，A类是最高的。
IEEE AVB标准定义如下标准的集合，这些标准在一起使用时支持用于保留的AVB流通过各种联网介质(比如满足IEEE 802.3以太网标准的联网介质)的保证带宽和延时。IEEE 802.1Qav标准要求网桥重新成形(即展开)穿过网桥的AVB流。这是在网桥中在每类基础上完成的。由于AVB支持两类数据、即A类和B类，所以网桥中的每出站端口需要两个Qav整形器。
图1示出配置用于根据IEEE 802.1Qav标准使用的常规网桥100的示例。虽然示出网桥100具有某个数目的入站端口和出站端口，但是网桥100可以具有附加入站端口和/或出站端口。网桥100包括入站端口Pu-Py、入站模块104和出站模块108。入站模块104从端口Pu-Py接收数据并且可以在存储器112中存储数据。出站模块108可以例如包括每出站端口的A类队列116、B类队列120和非AVB队列124。队列116、120、124从入站模块104接收数据并且存储相应A类、B类、非AVB的数据。
出站模块108还包括类整形器(标识为类整形器fQ)、选择器模块128、复用器132和输出端口136。为包括A类数据和B类数据的AVB数据提供类整形器fQ。类整形器fQ分别对从A类队列和B类队列中的对应队列接收的A类数据和B类数据进行成形(或者展开)。因而在每类基础上对数据进行成形。以类整形器fQ的相应速率随时间独立地展开A类数据和B类数据。选择器模块128向复用器132发信号以从类整形器fQ或者非AVB队列124之一选择数据向输出端口136提供。
发明内容
一种网络设备包括多个队列，多个队列中的每个队列被配置为存储具有与多个队列中的对应队列相关联的优先级级别的相应数据帧。网络设备包括整形器，整形器被配置为：在传输间隔的第一部分期间传输来自多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧，在从在传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示传输间隔的开始的第二时间的阻止带期间阻止来自多个队列中的第二队列的数据帧，基于第二时间和将在传输间隔期间传输的最大帧大小来确定第二时间，以及在第一时间之后且在第二时间之前基于第二时间有选择地传输来自多个队列中的第二队列的数据帧。
一种操作网络设备的方法包括：在多个队列中存储具有与多个队列中的对应队列相关联的优先级级别的相应数据帧；在传输间隔的第一部分期间传输来自多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧；在从在传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示传输间隔的开始的第二时间的阻止带期间阻止来自多个队列中的第二队列的数据帧；基于第二时间和将在传输间隔期间传输的最大帧大小来确定第二时间；以及在第一时间之后且在第二时间之前基于第二时间有选择地传输来自多个队列中的第二队列的数据帧。
本公开内容的更多适用方面将从具体实施方式、权利要求书和附图中变得清楚。具体实施方式和具体示例旨在仅举例说明而未旨在于限制公开内容的范围。
附图说明
图1是常规网桥的功能框图。
图2是图示A类分配的时间段和对应的周期性传输时间间隔的定时图。
图3是图示相对于A类分配的时间段的阻止带的定时图。
图4是根据本公开内容的一个实施例的结合网桥的非任意网络的功能框图。
图5是图4的非任意网络的网桥的功能框图。
图6A至图6E图示根据本公开内容的一个实施例的经过网桥的基于帧大小的数据进程。
图7是根据本公开内容的一个实施例的时间感知整形器的功能框图。
图8图示根据本公开内容的一个实施例的小帧处置方法。
在附图中，标号可以重用来标识相似和/或相同单元。
具体实施方式
如同IEEE 802.1Qav，IEEE 802.1Qbv有效地要求通话器(数据流的网络源节点)通过对每个Qbv帧的释放进行定时来执行跟随有每类成形的每流成形(或者定步调)。通话器可以从一个或者多个源接收数据，该一个或多个源比如麦克风、存储设备、数字万用盘(DVD)播放器等。通话器可以执行用于每个源的成形以保证适当地间隔开从源接收的每个数据流，因为来自源的数据流可以(i)以在不同受话器(数据流的网络接收节点)被接收而结束和(ii)在受话器处被接收之前遵循经过网络的不同路径。在提交于2013年2月21日的第13/772,908号美国专利申请中描述示例流成形(仅为举例，根据IEEE 802.1Qav标准)。
根据IEEE Qbv标准的传输间隔(即周期)在时间t0开始并且包括在时间t0之前开始的阻止或者“防护”带。在一些实现方式中，阻止带对应于最大帧大小。仅为举例，对于快速以太网(FE)，最大帧大小是1522字节或者123.360微秒。在传输间隔的阻止带期间，阻止传输在某个优先级以下的数据帧(例如非A类帧)以防止干扰在传输间隔的与阻止带重叠的开头期间传输的更高优先级帧(例如A类帧)。在提交于2012年3月8日的第13/415,112号美国专利申请中描述阻止带的示例实现方式。
图2示出用于未实施阻止带的设备的示例定时图200。定时图200图示A类分配的时间段或者窗口和对应的周期性传输时间间隔。可以在周期性传输时间间隔的分配的时间窗内从通话器传输A类数据。每个分配的时间窗具有开始时间t0。在图2中示出两个示例分配的时间窗204、208和对应的周期性传输时间间隔212、216。周期性传输时间间隔中的每个周期性传输时间间隔可以称为周期。用于两个周期性传输时间间隔212、216的周期标注为n和n+1。
仅为举例，对于快速以太网的要求可以包括每500μs(周期性传输时间间隔)传输八个128字节帧。在周期性传输时间间隔中的每个周期性传输时间间隔内用于A类数据(可以称为低延时数据)的分配的时间窗可以是108.8μs。对于八个帧，这可以包括：与128字节数据和22字节开销数据相关联的时间；和/或与前导码数据和帧间间隙(IFG)相关联的20字节时间。108.8μs突发窗提供在每个间隔212、216内在分配的时间窗204、208之后的391.2μs用于其它数据(可以称为非低延时数据或者非A类数据)。
作为另一示例，对于吉比特以太网(GE)的要求可以包括每500μs传输三十二个256字节帧。在周期性传输时间间隔中的每个周期性传输时间间隔内用于A类数据的分配的时间窗可以是76.288μs。对于三十二个帧，这可以包括：与256字节数据和22字节开销数据相关联的时间；和/或与前导码数据和IFG相关联的20字节时间。76.288μs突发窗提供423.712μs用于其它数据(例如非低延时数据)。
为了满足第2代AVB要求，将对于快速以太网和吉比特以太网二者在少于或者等于100μs的延迟内通过5跳传输A类数据。虽然这里公开快速以太网和吉比特以太网，但是这里公开的实现方式可以适用于其它传输速度。而且，虽然主要地关于以太网网络描述实现方式，但是实现方式可以适用于其它网络。
图3示出用于实施阻止带的设备的示例定时图300。示出定时图300图示相对于A类分配的时间段的阻止窗。为了防止干扰A类数据，可以使用阻止窗来防止传输具有确定的大小的帧。可以基于向设备提供的信息预定或者确定该大小。
如图3中所示，示出相对于八个数据块1-8的传输时间的两个阻止带304、308。第一阻止带304与最小大小干扰帧(例如256字节)相关联。第二阻止带308与最大干扰大小帧(例如1500字节)相关联。第一阻止带304包括用于传输最小大小帧的时间MINT(例如23.84μs)以及用于传输A类帧中的至少七个A类帧和第八个A类帧的部分的时间。第二阻止带308包括用于传输最大大小帧的时间MAXT(例如123.36μs)以及用于传输A类帧中的至少七个A类帧(或者A类帧的数目减一)和第八个(或者最后一个)A类帧的部分的时间。阻止带304、308可以未延伸至A类突发时段的结束，以最小化从允许非A类数据通过(不再被阻止)时和在从设备内的相应队列实际地转发非A类数据时的时间的延迟。
每个阻止带提供对应的裕度时段(例如MarginMin、MarginMax)。可以在裕度时段MarginMin(例如367.36μs)期间传输小于或者等于最小大小帧的非A类帧。可以在裕度时段MarginMax(例如267.84μs)期间传输小于或者等于最大大小帧的非A类帧。这些裕度提供包括最大大小(例如1522字节)的帧的其它业务帧或者非A类帧的传输确定可以基于的边界。
以这一方式，防止在阻止带期间传输在阻止带开始之前未开始传输的非A类帧，以保证在t0可以传输任何A类帧。仅为举例目的，如果实施阻止带308以考虑最大大小干扰帧，则阻止带308可以在时间tb。因而，如果任何(非A类)最大大小干扰帧的传输截至时间tb尚未开始，则从tb至t0不传输数据，并且A类帧的传输可以在t0开始而无干扰。
根据本公开内容的原理的设备(例如802.1Qbv设备)包括实施时间感知成形的网桥。该设备被提供有与阻止带的开始对应的时间(例如t0-123.360微秒，或者tb)。在阻止带开始之后，网桥有选择地允许在剩余阻止带期间传输非A类帧，只要可以在t0之前完成该非A类帧的传输即可。
在图4中，示出非任意网络400。非任意网络400包括一个或者多个通话器(示出三个通话器404、408和412)、一个或者多个网桥(示出两个网桥416、420)和受话器424。通话器404、408和412可以称为源，因为通话器向受话器424传输数据。受话器424可以称为接收器，因为接收器424从通话器404、408和412接收数据。通话器404、408和412和网桥416、420可以各自包括相应的出站模块428、432、436、440、444。网桥416、420可以满足提供精确定时协议(PTP)的IEEE 802.1AS。网桥416、420提供在端站(例如通话器404、408、412和受话器424)之间的网络设备菊链。出站模块428、432、436、440、444中的每个出站模块可以包括相应的整形器448、452、456、460、464和/或定时模块468、472、476、480、484。
整形器448、452、456、460、464可以包括阻止整形器和/或去阻止整形器。阻止整形器可以包括时间未感知阻止整形器和时间感知阻止整形器(TABS)。时间感知阻止整形器基于由超主时钟(grandmaster clock)488生成的全局时钟信号操作。超主时钟488可以位于网络400的网络设备中的任何网络设备中。可以与网络400中的网络设备中的任何网络设备共享全局时钟信号。作为示例，超主时钟488被示出在第二通话器408中，但是可以位于其它通话器404、412之一、网桥416、420之一、受话器424或者连接到网络400的其它网络设备中。
时间感知阻止整形器可以延迟非最高优先级数据(例如非A类数据或者B类数据和/或非AVB数据)的传输开始。可以基于最高优先级数据(例如A类数据)的传输定时执行这一延迟。A类和非A类数据的传输定时可以由生成优先级定时信号的定时模块468、472、476、480、484提供。每个优先级定时信号可以指示其中对应数据被允许或者不被允许传输的窗。可以基于每个周期性传输时间间隔中的分配的时间段来生成为非A类数据(或者B类数据和/或未保护的数据)而生成的优先级定时信号。在分配的时间段中的每个时间段中传输最高优先级数据(A类数据)。这保证出站模块的输出空闲，从而A类突发未被其它数据(非最高优先级数据)的传输所干扰。
包括超主时钟488的网络设备或者网络400中的其它网络设备之一可以包括时间管理模块492。具有超主时钟488和/或时间管理模块492的网络设备可以称为主控设备。无超主时钟488和/或时间管理模块492的设备可以称为从属设备。时间管理模块492可以包括超主时钟488和/或时间间隔模块496。时间间隔模块496可以设置周期性传输时间间隔(即周期性传输时间间隔的持续时间)和周期性传输时间间隔中的每个周期性传输时间间隔的开始时间t0。可以使用管理信息库(MIB)模块和/或简单管理网络协议(SMNP)在网络设备之间共享周期性传输时间间隔和周期性传输时间间隔的开始时间t0。时间间隔模块496也可以设置和共享阻止带持续时间和/或阻止带的开始时间tb。
通话器404、408、412、网桥416、420和/或受话器424可以经由有线或者无线连接和/或介质相互通信。无线连接和/或介质可以例如满足IEEE标准802.11、802.11a、802.11b、802.11g、802.11h、802.11n、802.16和802.20。
在图5中，示出示例设备(例如网桥)500。网桥500可以是图4的网桥416、420之一。网桥500包括具有存储器508的入站模块504、A类队列512、B类队列516、第一非AVB队列520、第二非AVB队列524、复用器528和输出端口532。第一非AVB队列520可以存储管理数据，而第二非AVB队列524可以存储旧式数据。网桥500可以包括在队列512-524中的相应队列与复用器528之间的基于帧大小的阻止整形器536，这些整形器包括时间感知整形器。
在图6A至图6E中，示出经过网桥500的基于帧大小的数据进程。在图6A中，示出网桥500在时间t0例如减去16μs或者在A类突发时段之前16μs的状态。时间t0是指A类突发时段的开始时间。B类帧540存储于B类队列516中。管理帧n、m存储于第一非AVB队列520中。旧式帧544存储于第二非AVB队列524中。B类帧540可以被门控(或者成形)和防止在时间t0减去16μs被传输。因而，管理帧n可以开始从网桥500被传输。
在图6B中，示出网桥500在时间t0减去例如3.664μs的状态。这时，完成从网桥500传输管理帧n。3.664μs等于用于传输管理帧n的16μs减去12.336μs。这时，B类帧可以准备好传输并且具有用于传输两个帧的信用。用于传输300字节B类数据的帧的时间是2.56μs(包括20字节前导码和/或IFG时间)。由于在时间t0之前剩余有3.664μs，所以允许传输一帧。阻止准备好传输的其它B类帧。
在图6C中，示出网桥500在时间t0减去例如1.104μs的状态。由于在时间t0之前有1.104μs，所以阻止B类帧540和第二非AVB帧。旧式帧544可以例如长度为64字节。用于传输包括20字节前导码和IFG时间的旧式帧544之一的时间是小于1.104μs的0.672μs。出于这一原因，允许旧式帧544之一向复用器528传递。
在图6D中，示出网桥500在时间t0减去例如0.432μs的状态。由于至t0剩余的时间小于0.672μs，所以阻止剩余帧。这允许输出端口532在t0空闲。A类帧548可以到达网桥500的输入。在图6E中，允许A类帧548存储于A类队列512中并且从网桥500被传输而无来自其它队列516、520、524中存储的帧的干扰。时间感知阻止整形器可以在时间t0之后的预定时段之后释放(即不再阻止)B类队列516和非AVB队列520、524。可以释放队列516、520、524，因为选择器模块(例如如图1中所示)防止在数据在A类队列512中并且正在从输出端口532被输出时选择这些队列。出于这一原因，A类帧的突发继续直至无更多A类帧存储于A类队列512中。可以在清空A类队列512时传输队列516、520、524中的帧。
通过使用时间感知阻止整形器用于非A类队列516、520、524中的每个非A类队列，从而输出端口532在时间t0(A类突发的开始)空闲，并且通过考虑非A类队列516、520和524中的帧的线头大小，提供时间的高效使用。基于优先级传输在时间t0之前可以传输的非A类帧。
例如除了周期性传输时间间隔、周期性传输间隔中的每个周期性传输间隔的开始时间t0和/或全局时钟信号之外，网桥500可以被提供有指示阻止带的开始时间tb的数据。例如指示阻止带的开始时间tb的数据可以包括最大帧大小(例如1522字节)或者阻止带的实际开始时间tb。仅为举例，如图4中所示网络400中的另一设备可以提供周期性传输时间间隔、周期性传输间隔中的每个周期性传输间隔的开始时间t0、全局时钟信号和最大帧大小。时间感知整形器536中的每个时间感知整形器可以被编程有最大帧大小并且因此感知阻止带的开始时间tb，因为tb对应于t0-用于传输最大帧大小的时间。因而，在时间tb，时间感知整形器536中的每个时间感知整形器感知在t0之前的剩余时间并且可以有选择地允许可以在剩余时间中传输的来自非A类队列516、520和524的帧。
图7示出示例性时间感知整形器600。整形器600包括与对应队列608通信的队列管理模块604。例如队列608对应于非A类队列516、520和524之一。队列管理模块604被提供有(例如可以存储该数据或者可以被编程有)指示阻止带的开始时间tb的数据、比如最大帧大小。队列管理模块604也被提供有传输间隔的开始时间t0。因而，队列管理模块604被配置为基于t0和最大帧大小来确定阻止带的开始时间tb。
每个整形器600可以包括与队列管理模块604通信的计数器612。附加地或者备选地，如图6A至图6E中所示网桥500可以包括与多个整形器600通信的计数器612。在时间tb，计数器612用与在t0之前的剩余时间对应的值来初始化。队列管理模块604在tb初始化计数器612。例如计数器612的初始值可以对应于可以在剩余时间内传输的数据量(例如1522字节)或者时间或时钟周期数量。仅为举例，该时间可以对应于在tb和t0的相应绝对值或者当天时间之间的差值。在各种实现方式中，计数器612的值可以对应于字节计数(即能够在t0之前的剩余时间内传输的字节数目)、时钟周期数目(即在t0之前的本地或者全局时钟的时钟周期数目)和/或在当前绝对时间与在t0的绝对时间之间的差值。
随着在t0之前的剩余时间减少(即随着时间变得更接近t0)，计数器612减少。换而言之，随着时间迫近时间t0，更少剩余时间可用于非A类帧的传输。因而，每个队列管理模块604监视对应队列608中的帧的线头大小，以确定是否可以在t0之前的剩余时间内传输线头帧。仅为举例，计数器612的值可以根据全局时钟信号或者本地时钟信号而减少。如果计数器612的值是数据量(例如字节计数)，则字节计数可以对于与传输1字节所需的时间对应的每个时间段而递减1字节。
如果可用线头帧(加上任何附加处理开销)小于与剩余时间对应的数据量(例如计数器612指示的字节计数)，则队列管理模块604允许帧向复用器616传递。例如队列管理模块604可以比较计数器612的值与线头帧大小，并且如果线头帧大小小于计数器612的值则允许帧。在传输帧之后，每个整形器500重复与下一线头帧和计数器612的值指示的剩余时间的比较，直至剩余帧大小小于剩余时间。在一些实现方式中，如果帧具有比剩余时间更小的大小，则整形器600可以允许除了线头帧之外的帧。换而言之，整形器600可以允许帧不按顺序向复用器616传递。
以这一方式，队列管理模块604被配置为使用时间t0和最大帧大小或者指示阻止带的大小的其它数据来确定阻止带的开始时间tb和在开始时间tb与时间t0之间的剩余时间/时钟周期/字节计数。队列管理模块604用与剩余时间/时钟周期/字节计数对应的值初始化计数器612，并且如果帧的大小小于计数器612的值指示的帧大小，则有选择地允许在阻止带期间传输帧。
图8示出小帧处置方法700。小帧处置方法在704开始。例如小帧可以对应于小于最大帧大小的任何帧，但是可以使用用于定义小帧的其它门限(例如小于最大帧大小的预定百分比)。在708，方法700接收指示传输间隔的开始的时间t0和最大帧大小。在712，方法700基于时间t0和最大帧大小确定阻止带的开始时间tb。在716，方法700在开始时间tb初始化计数器的值。例如在一些实现方式中，计数器的值可以对应于字节计数、时钟周期数目或者时间。在720，方法700开始递减计数器的值。在724，方法700确定线头帧大小是否小于计数器的值。如果计数器的值不对应于字节计数(例如计数器的值对应于时间或者时钟周期数目)，则方法700可以先将线头帧大小转换成传输线头帧所需的时间或者时钟周期数目。如果是，则方法700继续到728。如果否，则方法700继续到732。在728，方法700传输线头帧。在732，方法700结束。
可以完全或者部分符合IEEE标准802.11-2012、IEEE标准802.16-2009、IEEE标准802.20-2008和/或蓝牙核心规范v4.0进行在本公开内容中描述的无线通信。在各种实现方式中，蓝牙核心规范v4.0可以被蓝牙核心规范附录2、3或者4中的一个或者多个附录修改。在各种实现方式中，IEEE 802.11-2012可以被草案IEEE标准802.11ac、草案IEEE标准802.11ad和/或草案IEEE标准802.11ah补充。
前文描述在性质上仅为示例并且决不旨在于限制公开内容、它的应用或者使用。可以用多种形式实施公开内容的广义教导。因此，尽管本公开内容包括具体示例，但是不应这样限制公开内容的真实范围，因为其它修改将在研读附图、说明书和所附权利要求书后变得清楚。如这里所用，应当解释短语A、B和C中的至少一个意味着使用非排斥逻辑OR的逻辑(A或者B或者C)。应当理解，可以按照不同顺序(或者并行地)执行在方法内的一个或者多个步骤而不更改本公开内容的原理。
本公开内容的更多方面涉及以下条款中的一个或者多个条款。
一种网络设备包括多个队列，多个队列中的每个队列被配置为存储具有与多个队列中的对应队列相关联的优先级级别的相应数据帧。网络设备包括：整形器，被配置为在传输间隔的第一部分期间传输来自多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧，在从在传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示传输间隔的开始的第二时间的阻止带期间阻止来自多个队列中的第二队列的数据帧，基于第二时间和将在传输间隔期间传输的最大帧大小来确定第二时间，以及在第一时间之后且在第二时间之前基于第二时间有选择地传输来自多个队列中的第二队列的数据帧。
在网络设备的其它方面中，整形器被配置为确定来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧的大小并且基于数据帧中的下一数据帧的大小和第二时间有选择地传输数据帧中的下一数据帧。整形器可以被配置为确定来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧的大小，基于大小确定传输数据帧中的该下一数据帧所需的时间量，并且基于该时间量和第二时间有选择地传输数据帧中的下一数据帧。整形器可以被配置为确定来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧的大小，基于第一时间和第二时间确定在第二时间之前能够传输的字节数目，并且基于字节数目和数据帧中的下一数据帧的大小有选择地传输数据帧中的下一数据帧。
在网络设备的其它方面中，整形器被配置为确定来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧的大小，基于第一时间和第二时间确定在第二时间之前可用的时钟周期数目，以及基于数据帧中的下一数据帧的大小和可用的时钟周期数目有选择地传输数据帧中的下一数据帧。网络设备还包括：计数器，被配置为存储与在第一时间之后且在第二时间之前的剩余时间对应的值。计数器的值可以对应于可以在剩余时间内传输的字节数目，计数器的值可以对应于在第二时间之前可用的时钟周期数目，或者该值可以对应于在与第一时间相关联的第一绝对时间和与第二时间相关联的第二绝对时间之间的差值。
在网络设备的其它方面中，整形器被配置为在第一时间初始化计数器的值。计数器被配置为从计数器的初始值递减计数器的值。整形器被配置为基于在数据帧中的下一数据帧的大小与计数器的值之间的比较有选择地传输来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧。
一种操作网络设备的方法包括：在多个队列中存储具有与多个队列中的对应队列相关联的优先级级别的相应数据帧；在传输间隔的第一部分期间传输来自多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧；在从在传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示传输间隔的开始的第二时间的阻止带期间阻止来自多个队列中的第二队列的数据帧；基于第二时间和将在传输间隔期间传输的最大帧大小确定第二时间；以及在第一时间之后且在第二时间之前基于第二时间有选择地传输来自多个队列中的第二队列的数据帧。
在其它方面中，该方法还包括：确定来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧的大小；以及基于数据帧中的下一数据帧的大小和第二时间有选择地传输数据帧中的下一数据帧。
在其它方面中，该方法还包括：确定来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧的大小；基于该大小确定传输数据帧中的该下一数据帧所需的时间量；以及基于该时间量和第二时间有选择地传输数据帧中的下一数据帧。
在其它方面中，该方法还包括：确定来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧的大小；基于第一时间和第二时间确定在第二时间之前能够传输的字节数目；以及基于字节数目和数据帧中的下一数据帧的大小有选择地传输数据帧中的下一数据帧。
在其它方面中，该方法还包括：确定来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧的大小；基于第一时间和第二时间确定在第二时间之前可用的时钟周期数目；以及基于数据帧中的下一数据帧的大小和可用的时钟周期数目有选择地传输数据帧中的下一数据帧。
在其它方面中，该方法还包括存储与在第一时间之后且在第二时间之前的剩余时间对应的值。该值可以对应于可以在剩余时间内传输的字节数目，该值可以对应于在第二时间之前可用的时钟周期数目，或者该值可以对应于在与第一时间相关联的第一绝对时间和与第二时间相关联的第二绝对时间之间的差值。
在其它方面中，该方法还包括：在第一时间初始化该值；从初始值递减该值；以及基于在数据帧中的下一数据帧的大小与该值之间的比较有选择地传输来自多个队列中的第二队列的数据帧中的下一数据帧。
在包括以下定义的本申请中，可以用术语电路替换术语模块。术语模块可以指代以下各项、是以下各项的部分或者包括以下各项：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或者混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或者混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共享、专用或者成组)；存储处理器执行的代码的存储器(共享、专用或者成组)；提供描述的功能的其它适当硬件部件；或者以上各项中的一些或者所有项的比如在片上系统中的组合。
以上所用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码并且可以指代程序、例程、函数、类和/或对象。术语共享处理器涵盖执行来自多个模块的一些或者所有代码的单个处理器。术语成组处理器涵盖与附加处理器组合执行来自一个或者多个模块的一些或者所有代码的处理器。术语共享存储器涵盖存储来自多个模块的一些或者所有代码的单个存储器。术语成组存储器涵盖与附加存储器组合存储来自一个或者多个模块的一些或者所有代码的存储器。术语存储器可以是术语计算机可读介质的子集。术语计算机可读介质未涵盖经过介质传播的瞬态电和电磁信号、因此可以视为有形和非瞬态的。非瞬态有形计算机可读介质的非限制示例包括非易失性存储器、易失性存储器、磁存储装置和光存储装置。
在本申请中描述的装置和方法可以部分或者完全由一个或者多个处理器执行的一个或者多个计算程序实施。计算机程序包括在至少一个非瞬态有形计算机可读介质上存储的处理器可执行的指令。计算机程序也可以包括和/或依赖于存储的数据。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种网络设备，包括：
多个队列，所述多个队列中的每个队列被配置为存储具有与所述多个队列中的对应队列相关联的优先级级别的相应数据帧；以及
整形器，被配置为：
在传输间隔的第一部分期间，根据指示所述传输间隔的开始的第二时间，传输来自所述多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧，
在从所述传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示所述传输间隔的所述开始的所述第二时间的阻止带期间，阻止来自所述多个队列中的第二队列的数据帧，
基于所述第二时间和将在所述传输间隔期间传输的最大帧大小，确定所述第一时间，以及
在所述第一时间之后且在所述第二时间之前，基于所述第二时间有选择地传输来自所述多个队列中的所述第二队列的数据帧。
2.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述整形器被配置为i)确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小，并且ii)基于所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小和所述第二时间有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
3.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述整形器被配置为i)确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小，ii)基于所述大小确定传输所述数据帧中的所述下一数据帧所需的时间量，并且iii)基于所述时间量和所述第二时间有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
4.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述整形器被配置为i)确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小，ii)基于所述第一时间和所述第二时间确定在所述第二时间之前能够传输的字节数目，并且iii)基于所述字节数目和所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
5.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述整形器被配置为i)确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小，ii)基于所述第一时间和所述第二时间确定在所述第二时间之前可用的时钟周期数目，并且iii)基于所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小和所述可用的时钟周期数目有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
6.根据权利要求1所述的网络设备，还包括：计数器，被配置为存储与在所述第一时间之后且在所述第二时间之前的剩余时间相对应的值。
7.根据权利要求6所述的网络设备，其中所述计数器的所述值对应于在所述剩余时间内能够传输的字节数目。
8.根据权利要求6所述的网络设备，其中所述计数器的所述值对应于在所述第二时间之前可用的时钟周期数目。
9.根据权利要求6所述的网络设备，其中所述计数器的所述值对应于在与所述第一时间相关联的第一绝对时间和与所述第二时间相关联的第二绝对时间之间的差值。
10.根据权利要求6所述的网络设备，其中所述整形器被配置为在所述第一时间初始化所述计数器的所述值。
11.根据权利要求10所述的网络设备，其中所述计数器被配置为从所述计数器的初始值递减所述计数器的所述值。
12.根据权利要求11所述的网络设备，其中所述整形器被配置为：基于在(i)所述数据帧中的所述下一数据帧的大小与(ii)所述计数器的所述值之间的比较，有选择地传输来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧。
13.一种操作网络设备的方法，所述方法包括：
在多个队列中存储具有与所述多个队列中的对应队列相关联的优先级级别的相应数据帧；
在传输间隔的第一部分期间，根据指示所述传输间隔的开始的第二时间，传输来自所述多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧；
在从所述传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示所述传输间隔的所述开始的所述第二时间的阻止带期间，阻止来自所述多个队列中的第二队列的数据帧；
基于所述第二时间和将在所述传输间隔期间传输的最大帧大小，确定所述第一时间；以及
在所述第一时间之后且在所述第二时间之前，基于所述第二时间有选择地传输来自所述多个队列中的所述第二队列的数据帧。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小；以及
基于所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小和所述第二时间，有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小；
基于所述大小确定传输所述数据帧中的所述下一数据帧所需的时间量；以及
基于所述时间量和所述第二时间，有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小；
基于所述第一时间和所述第二时间，确定在所述第二时间之前能够传输的字节数目；以及
基于所述字节数目和所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小，有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
17.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小；
基于所述第一时间和所述第二时间，确定在所述第二时间之前可用的时钟周期数目；以及
基于所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小和所述可用的时钟周期数目，有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
18.根据权利要求13所述的方法，还包括存储与在所述第一时间之后且在所述第二时间之前的剩余时间相对应的值。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述值对应于(i)在所述剩余时间内能够传输的字节数目、(ii)在所述第二时间之前可用的时钟周期数目和/或(iii)在与所述第一时间相关联的第一绝对时间和与所述第二时间相关联的第二绝对时间之间的差值。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：
在所述第一时间初始化所述值；
从初始值递减所述值；以及
基于在(i)所述数据帧中的所述下一数据帧的大小与(ii)所述值之间的比较，有选择地传输来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧。

Claims (20)

1.一种网络设备，包括：
多个队列，所述多个队列中的每个队列被配置为存储具有与所述多个队列中的对应队列相关联的优先级级别的相应数据帧；以及
整形器，被配置为：
在传输间隔的第一部分期间，传输来自所述多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧，
在从所述传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示所述传输间隔的所述开始的第二时间的阻止带期间，阻止来自所述多个队列中的第二队列的数据帧，
基于所述第二时间和将在所述传输间隔期间传输的最大帧大小，确定所述第二时间，以及
在所述第一时间之后且在所述第二时间之前，基于所述第二时间有选择地传输来自所述多个队列中的所述第二队列的数据帧。
2.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述整形器被配置为i)确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小，并且ii)基于所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小和所述第二时间有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
3.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述整形器被配置为i)确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小，ii)基于所述大小确定传输所述数据帧中的所述下一数据帧所需的时间量，并且iii)基于所述时间量和所述第二时间有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
4.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述整形器被配置为i)确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小，ii)基于所述第一时间和所述第二时间确定在所述第二时间之前能够传输的字节数目，并且iii)基于所述字节数目和所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
5.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述整形器被配置为i)确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小，ii)基于所述第一时间和所述第二时间确定在所述第二时间之前可用的时钟周期数目，并且iii)基于所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小和所述可用的时钟周期数目有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
6.根据权利要求1所述的网络设备，还包括：计数器，被配置为存储与在所述第一时间之后且在所述第二时间之前的剩余时间相对应的值。
7.根据权利要求6所述的网络设备，其中所述计数器的所述值对应于在所述剩余时间内能够传输的字节数目。
8.根据权利要求6所述的网络设备，其中所述计数器的所述值对应于在所述第二时间之前可用的时钟周期数目。
9.根据权利要求6所述的网络设备，其中所述计数器的所述值对应于在与所述第一时间相关联的第一绝对时间和与所述第二时间相关联的第二绝对时间之间的差值。
10.根据权利要求6所述的网络设备，其中所述整形器被配置为在所述第一时间初始化所述计数器的所述值。
11.根据权利要求10所述的网络设备，其中所述计数器被配置为从所述计数器的初始值递减所述计数器的所述值。
12.根据权利要求11所述的网络设备，其中所述整形器被配置为：基于在(i)所述数据帧中的所述下一数据帧的大小与(ii)所述计数器的所述值之间的比较，有选择地传输来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧。
13.一种操作网络设备的方法，所述方法包括：
在多个队列中存储具有与所述多个队列中的对应队列相关联的优先级级别的相应数据帧；
在传输间隔的第一部分期间，传输来自所述多个队列中的具有最高优先级级别的第一队列的数据帧；
在从所述传输间隔的开始之前的第一时间延伸到指示所述传输间隔的所述开始的第二时间的阻止带期间，阻止来自所述多个队列中的第二队列的数据帧；
基于所述第二时间和将在所述传输间隔期间传输的最大帧大小，确定所述第二时间；以及
在所述第一时间之后且在所述第二时间之前，基于所述第二时间有选择地传输来自所述多个队列中的所述第二队列的数据帧。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小；以及
基于所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小和所述第二时间，有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小；
基于所述大小确定传输所述数据帧中的所述下一数据帧所需的时间量；以及
基于所述时间量和所述第二时间，有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小；
基于所述第一时间和所述第二时间，确定在所述第二时间之前能够传输的字节数目；以及
基于所述字节数目和所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小，有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
17.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧的大小；
基于所述第一时间和所述第二时间，确定在所述第二时间之前可用的时钟周期数目；以及
基于所述数据帧中的所述下一数据帧的所述大小和所述可用的时钟周期数目，有选择地传输所述数据帧中的所述下一数据帧。
18.根据权利要求13所述的方法，还包括存储与在所述第一时间之后且在所述第二时间之前的剩余时间相对应的值。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述值对应于(i)在所述剩余时间内能够传输的字节数目、(ii)在所述第二时间之前可用的时钟周期数目和/或(iii)在与所述第一时间相关联的第一绝对时间和与所述第二时间相关联的第二绝对时间之间的差值。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：
在所述第一时间初始化所述值；
从初始值递减所述值；以及
基于在(i)所述数据帧中的所述下一数据帧的大小与(ii)所述值之间的比较，有选择地传输来自所述多个队列中的所述第二队列的所述数据帧中的下一数据帧。
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