CN104967600A - 通过减少通道的介质进行多通道自动协商的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种通过减少通道的介质进行多通道自动协商的系统、方法和设备。通过M通道通信接口进行的自动协商可以与通过N通道通信接口进行的自动协商相协调，其中，M>N。递归式自动协商过程将从所述M通道通信接口开始，并且防止所述递归式自动协商过程完成，直至通过所述N通道通信接口的自动协商过程完成。

Description

通过减少通道的介质进行多通道自动协商的系统和方法
本申请要求2014年2月13日提交的临时申请61/939，398号的权益和优先权，通过引用将其全部并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及数字通信，并且包括通过减少通道的介质进行的多通道自动协商的示例系统，方法和设备的公开。
背景技术
IT设施管理是任何企业的运作中的关键因素。例如，由于它们的弹性操作对于企业提供服务来说是至关重要的，因此数据中心具有提高的重要性。各种能动性，诸如能源效率，安全性和虚拟化已经成为提高基础设施的能力以达到其绩效目标的许多努力的重点。
由于下一代技术在企业环境中使用，因此IT设施将继续发展。例如，更高带宽的数据链路将继续被引入到IT设施中，以应付企业支持的应用的数据需求的增加。
发明内容
(1)一种通信方法，包括：
作为第一自动协商过程的部分，由物理层装置通过M通道通信接口从M通道通信装置接收第一自动协商能力信息；
作为第二自动协商过程的部分，由所述物理层装置基于所述第一自动协商能力信息通过N通道通信接口将第二自动协商能力信息传输到N通道通信装置，其中，M>N；
由所述物理层装置通过所述N通道通信装置完成所述第二自动协商过程；以及
在所述第二自动协商过程完成后，通过所述物理层装置将第三自动协商能力信息通过所述M通道通信接口传输到所述M通道通信装置。
(2)根据(1)所述的方法，其中，N等于1。
(3)根据(1)所述的方法，其中，N不等于1。
(4)根据(1)所述的方法，进一步包括由物理层装置抑制到所述M通道通信装置的传输，直至所述第二自动协商过程完成。
(5)根据(1)所述的方法，进一步包括在完成所述第二自动协商过程之后，重新开始所述第一自动协商过程。
(6)根据(1)所述的方法，进一步包括传输空页面或广告零能力(advertising zero capabilities)。
(7)一种通信装置，包括：
M通道通信接口，被配置为与M通道通信装置进行通信；
N通道通信接口，被配置为与N通道通信装置进行通信，其中，M>N；以及
控制器，被配置为控制通过所述M通道通信接口与所述M通道通信装置的第一自动协商过程，并且控制通过所述N通道通信接口与所述N通道通信装置的第二自动协商过程，其中所述控制器进一步被配置为通过所述M通道通信接口将自动协商信息传输到所述M通道通信装置；所传输的自动协商信息包括基于通过所述N通道通信接口与所述N通道通信装置进行的所述第二自动协商过程的完成的信息。
(8)根据(7)所述的装置，其中，所述控制器被配置为防止所述第一自动协商过程完成，直至所述第二自动协商过程完成之后。
(9)根据(7)所述的装置，其中，所述控制器被配置为在所述第二自动协商过程完成后，重新开始所述第一自动协商过程。
(10)根据(7)所述的装置，其中，所述控制器被配置为传输空页面或广告零能力。
(11)根据(7)所述的装置，其中，所述N通道通信接口是40G接口。
(12)根据(7)所述的装置，其中，所述N通道通信接口是100G接口。
(13)根据(7)所述的装置，其中，所述N通道通信接口是400G接口。
(14)一种网络装置，包括：
第一通信装置，被配置为与M通道通信接口进行通信；
第二通信装置，被配置为通过所述M通道通信接口与所述第一通信装置进行通信，并且通过N通道通信接口与第三通信装置进行通信，其中，M>N；以及
控制器，被配置为通过所述M通道通信接口控制所述第一通信装置和所述第二通信装置之间的第一自动协商过程，以及通过所述N通道通信接口控制所述第二通信装置和所述第三通信装置之间的第二自动协商过程，其中，所述控制器进一步被配置为控制通过所述M通道通信接口进行的从所述第二通信装置到所述第一通信装置的自动协商信息的传输，所传输的信息包括基于通过所述N通道通信接口在所述第二通信装置和所述第三通信装置之间进行的所述第二自动协商过程的完成的信息。
(15)根据(14)所述的网络装置，其中，N等于1。
(16)根据(14)所述的网络装置，其中，N不等于1。
(17)根据(14)所述的网络装置，其中，所述控制器被配置为防止所述第一自动协商过程完成，直至所述第二自动协商过程完成之后。
(18)根据(14)所述的网络装置，其中，所述控制器被配置为重新开始所述第一自动协商过程，直至所述第二自动协商过程完成之后。
(19)根据(14)所述的网络装置，其中，所述第三通信装置在所述网络装置中。
(20)根据(19)所述的网络装置，其中，所述第三通信装置具有用于与第四通信装置进行通信的P通道通信接口，其中，N>P。
附图说明
为了描述可获得以上所列举的及其它的优点和特征的方式，将通过参照在所附附图中示出的其具体实施例的方式呈现更具体的描述。要理解的是这些附图仅描述典型的实施例，并且因此不被认为是对其范围的限制，本发明利用附加特征和细节，通过使用附图进行了描述和解释，其中：
图1示出了将M通道传输减少为N通道传输的系统的示例。
图2示出了控制M通道自动协商和N通道自动协商的装置的示例性实施例。
图3示出了过程的示例性流程图。
图4示出了能在减少通道的传输系统中进行多个嵌套的自动协商的装置的示例。
具体实施方式
下面详细讨论了各种实施例。在讨论具体实施方式的同时，应当理解这样做仅是出于说明的目的。相关领域的技术人员将会认识到在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以使用其它组件和配置。
更高带宽链路的引入从信号处理技术的改进中受益。这样的改进实现了使用减少数量的通道的更高速率的信号发送。例如，10Gbps传输可使用四个通道初步实现，其中所述四个通道中的每一个支持在2.5Gbps运作。基于信号处理技术中的改进，10Gbps传输的后期实现可以基于支持在10Gbps运作的信号通道。
自动协商协议通常定义为支持使用多通道传输的传输链路的初步实现。这样定义的自动协商协议可以阻碍在给定链路传输速度下用于传输链路的后续的减少通道的后期实现的自动协商协议。
在本发明中，提供了通过减少通道的介质实现多通道自动协商的机制。虽然下面提供了具体的示例，但是这些示例并非意在限制。
在一个实施例中，提供了一种方法，其包括：作为第一自动协商过程的部分，由物理层装置通过M通道通信接口从M通道通信装置接收第一自动协商能力信息。接着，作为第二自动协商过程的部分，可由所述物理层装置通过N通道通信接口传输第二自动协商能力信息，其中所述第二自动协商能力信息基于所述第一自动协商能力信息。在一个示例中，所述第一自动协商能力信息用于学习系统侧的链路伙伴的能力。然后，这个信息可作为所述第二自动协商能力应用到线路侧。N通道通信接口可通过减少通道实现，使得M>N。在所述第二自动协商过程完成后，所述物理层装置然后可通过M通道通信接口将第三自动协商能力信息传输给M通道通信装置。
在各种实施例中，所述N通道通信接口可为单通道接口，或为多通道接口。在进一步的实施例中，所述物理层装置可抑制通过所述物理层装置到所述M通道通信装置的传输，直至所述第二自动协商过程完成。在另一个实施例中，在所述第二自动协商过程完成后，所述物理层装置可重新开始所述第一自动协商过程。在另一个实施例中，所述物理层装置可传输空页面或广告零能力到所述M通道通信装置。
在另一个实施例中，提供了一种装置，其包括配置为与M通道通信装置进行通信的M通道通信接口，以及配置为与N通道通信装置进行通信的N通道通信接口，其中，M>N。所述装置还包括控制器，被配置为控制通过所述M通道通信接口与所述M通道通信装置的第一自动协商过程，并且控制通过所述N通道通信接口与所述N通道通信装置的第二自动协商过程。所述控制器可进一步被配置为通过所述M通道通信接口将自动协商信息传输到所述M通道通信装置，其中所传输的自动协商信息包括基于通过所述N通道通信接口与所述N通道通信装置进行的第二自动协商过程的完成的信息。在各种实施例中，所述控制器可被实现为电子硬件，电脑软件，或其组合。
许多以太网应用使用多个通道用于进行自动协商。存在各种示例，诸如40GBASE-KR4、40GBASE-CR4、100GBASE-KR4、100GBASE-KP4以及100GBASE-CR4。正如所指出的，信号处理技术中的改进可实现通过减少数量的通道使用更高速率的传输链路。例如，所述40GBASE-CR4协议可通过单对介质支持，而不是标准规定的四对。
图1示出了通用系统，其可将M通道传输系统减少到N通道传输系统，并且可受益于本文所发明的原理。出于说明的目的，提供了将四对传输系统减少到单对传输系统的示例。如图所示，示出了作为链路伙伴运行的两个网络装置110，120。网络装置110包括装置112(例如，开关，控制器，ASIC)以及装置114(例如，外部物理层装置(PHY)，中继器，再计时器)，而网络装置120包括对应的装置122和124。装置112被配置为通过M通道通信接口116(例如，M＝4)与装置114进行通信。同样地，装置122被配置为通过M通道通信接口126(例如，M＝4)与装置124进行通信。
在支持更高速率的信号发送中，装置110和120分别可包括装置114和124，其可被配置为减少网络装置110和120之间的传输通道的数量。在方便这种减少通道的传输中，网络装置110中的装置114被配置为通过M通道通信接口116与网络装置110中的装置112进行通信，并且通过N通道通信接口130与网络装置120中的装置124进行通信。作为对应，网络装置120中的装置124被配置为通过M通道通信接口126与网络装置120中的装置122进行通信，并且通过N通道通信接口130与网络装置110中的装置114进行通信。
如将被理解的，图1中所示的概念并非意在限制本发明。具体说明提供了将M通道传输减少到N通道传输的示例性实例，其中，M>N。示例性图示暗示不失一般性。可定义各种比例为超出4:1图示。例如，可定义减少通道的实现为具有10:4,10:1,8:4,4:2,2:1的比例或任何其它比例，其中，M>N。
此外，应该指出的是，图1的图示并非意在相对于装置114,124关于装置112和122的物理实现是限制性的。虽然图1示出了单个网络装置110中所包括的装置112和114以及单个网络装置120中所包括的装置122和124，各种其它实现都是可能的。例如，装置112和114或装置122和124可相对于彼此实现在不同的箱子，架子或房间中。正因如此，本发明中所呈现的概念意在覆盖不同通信接口之间的相对操作，而不是相对于所定义的网络装置的这些通信接口之间的特定关系。
人们认识到IEEE802.3自动协商协议通过多个通道定义，并且在减少通道的应用中可呈现出瓶颈。如下面将进行的更详细的描述，减少通道的自动协商过程可通过递归型方式来进行，以补充多通道自动协商过程。这样的框架的其中一个益处是提供了现有的自动协商协议的重用以防止先前技术的淘汰。
图2示出了控制M通道自动协商和N通道自动协商的装置的示例性实施例。在一个示例中，装置200可表示如上参照图1所述的装置114,124的示例性实现。如图所示，装置200包括收发器210、220、复用数据路径230、解复用数据路径240和控制器250。
收发器210包括接收器(RX)212和传输器(TX)214，其通过通信装置200与M通道通信装置进行通信。在另一方面，收发器220包括RX222和TX224，其通过通信装置200与N通道通信装置进行通信。将理解的是，收发器210和220是相依实现的并且可通过各种介质(例如，光，背板，双绞线，铜等)改变其接口以及信号发送方案(例如，NRZ，PAM-N等)。
复用数据路径230通常被设计为复用通过所述M通道通信接口以较低的速率复接收的数据从而通过所述N通道通信接口以较高的速率进行通信。复用数据路径230的实现可根据所使用的特定的M通道通信接口和N通道通信接口改变。在图2所示的示例性图示中，复用数据路径230包括元件231，其可被配置为支持功能，诸如，相先出先入(FIFO)、抗扭斜、前向纠错(FEC)RX、速率转换器、物理编码子层(PCS)、或在提供数据给M:N变速箱(例如，4:1)232之前的任何其它功能。一般而言，M:N变速箱被配置为生成提供给FEC TX 233的一个或多个更高速率的数据流。然后，FEC TX 233的输出被提供给TX 224以通过所述N通道通信接口进行传输。
同样地，解复用数据路径240通常被设计为解复用通过所述N通道通信接口以较高的速率接收的数据，从而通过所述M通道通信接口以较低的速率进行通信。解复用数据路径240的实现可根据所使用的特定的M通道通信接口和N通道通信接口改变。在图2所示的示例性图示中，解复用数据路径240包括元件241，其可被配置为支持功能，诸如，相FIFO、FEC RX、速率转换器、PCS、或在提供数据给N:M变速箱(例如，1:4)242之前的任何其它功能。一般而言，M:N变速箱被配置为生成提供给FECTX 243的多个更低速率的数据流。然后，FEC TX 243的输出被提供给TX214以通过所述M通道通信接口进行传输。
如图所示，复用数据路径230以及解复用数据路径240还包括用于通过所述M通道通信接口和所述N通道通信接口实现所述自动协商协议的自动协商元件。特别是，通过所述M通道通信接口进行的自动协商协议通过复用数据路径230中的AN RX 234和解复用数据路径240中的AN RX245实现，而通过所述N通道通信接口进行的自动协商协议通过解复用数据路径240中的AN RX 244和复用数据路径230中的AN RX 235实现。AN RX 234、AN TX 235、AN RX 244、AN TX 245以及复用数据路径230和解复用数据路径240中的其它元件的控制都通过控制器250来执行。在各个实施例中，控制器250可被实现为电子硬件、电脑软件，或其组合。
现在参照图3对通过减少通道的介质进行的多通道自动协商的上下文中的元件AN RX 234、AN TX 235、AN RX 244和AN TX 245的功能进行描述。如图所示，所述过程可开始于步骤302，其中在物理层(PHY)的开机复位之后，通过系统侧M通道接口接收第一自动协商信息。参照图2，所述第一自动协商信息由RX 212接收并且传递给复用数据路径230中的AN RX 234。第一自动协商信息可包括系统侧物理层的能力信息。在一个实施例中，抑制在线路侧的AN TX 235的操作，直至由AN RX 234接收到所述系统侧自动协商信息。
在基于自动协商的基本页面和后续页面的接收识别所述系统侧的能力信息之后，在线路侧上通过所述N通道通信接口进行的自动协商可通过使用接收到的信息在步骤304中开始。例如，系统侧速度可插入到适当的线路侧的基本页面和后续页面中。
在一个实施例中，在通过线路侧的N通道通信接口进行的自动协商的完成之前，系统侧的自动协商过程被暂停或以其它方式防止其完成。在一个示例中，AN TX 245被抑制或通过其它方式防止其通过所述M通道通信接口传输自动协商信息。在另一个示例中，控制器250可强迫通过所述M通道通信接口进行的自动协商过程重新开始。在又一个示例中，ANTX 245可被配置为通过所述M通道通信接口传输空页面或广告零能力。
在线路侧的自动协商过程是由AN TX 235通过线路侧的所述N通道通信接口通过自动协商信息的传输以及由AN RX 245通过所述N通道通信接口通过自动协商信息的相应接收来实现的。一旦通过所述线路侧进行的自动协商过程完成，可提出线路侧链路，其中链路伙伴可以训练传输去加重。在一个实施例中，可通过使PCS传输空闲信号保持线路侧链路直至系统侧链路连接，并且流量开始通过所述M通道通信接口流通。
基于通过所述线路侧进行的自动协商过程的完成，然后，所述过程继续到步骤306，其中自动协商信息通过所述M通道通信接口传输。通过所述M通道通信接口传输的自动协商信息(例如，速度信息)可基于线路侧的自动协商过程的完成。这个信息可使用AN TX 245传输。一旦系统侧链路连接，并且流量开始流通，线路侧可停止传输空闲，并且开始在适当的代码边界传递流量。
如已经描述的，递归式自动协商过程可在多个通信接口进行。这种递归式自动协商过程独立于通过多个通信接口使用的信号发送(例如，NRZ，PAM-N等)。
由于以上描述的自动协商过程具有递归特性，本文中所描述的过程可施加到任意数量的水平。图4示出了能在减少通道的传输系统中进行多个嵌套的自动协商的装置的示例。出于说明的目的，仅示出了系统的单侧。作为系统的示出的一侧可包括可能或不能在单个装置中实现的装置412，414和416。
装置412和414被配置为通过通信接口420通信，装置414和416被配置为通过通信接口430通信，并且装置416被配置为通过通信接口440与第二线路侧的另一个装置通信。在这个简单的图示中，通信接口420是4-通道通信接口，通信接口430是2-通道通信接口，以及通信接口440是单通道通信接口。
在操作中，所述自动协商过程将通过嵌套环递归地进行，使得装置416和其伙伴之间的自动协商将在装置414和其伙伴之间的自动协商之前完成。同样地，装置414和其伙伴之间的自动协商将在装置412和其伙伴之间的自动协商之前完成。如将被理解的，可在系统中实现任意数量的水平。
本发明的另一个实施例可提供机器和/或计算机可读存储器和/或介质，其上存储有具有可由机器和/或计算机执行的至少一个代码段的机器代码和/或计算机程序，从而使得所述机器和/或计算机执行本文中所描述的步骤。
相关领域的技术人员将理解本文中所描述的各种说明性块，模块，元件，组件以及方法可实现为电子硬件、电脑软件、或其组合。为了说明硬件和软件的这种互换性，各种说明性块、模块、元件、组件、方法以及算法就其功能性而言已在以上进行了一般性的描述。至于这种功能性是实现为硬件或软件，取决于施加在整个系统上的特定的应用和设计约束。相关领域的技术人员可针对每个应用将所描述的功能性通过不同的方式实现。各种组件和块均可不脱离本主题技术的范围而不同地布置(例如，以不同的顺序布置，或以不同的方式分隔)。
通过回顾以上详细公开，本发明的这些和其它方面对于相关领域的技术人员来说将变得显而易见。虽然本发明的许多显著特征已在以上进行了描述，但是，对于阅读了本发明之后的相关领域的技术人员来说将显而易见的是，本发明中的原理可为其它实施例，并且可通过各种方式实践或实现，因此，上述公开不应该被视为不包括这些其它实施例。另外，要理解的是本文中所使用的措辞和术语是用于描述的目的而不应该被视为限制。

Claims (10)

1.一种通信方法，包括：
作为第一自动协商过程的部分，由物理层装置通过M通道通信接口从M通道通信装置接收第一自动协商能力信息；
作为第二自动协商过程的部分，由所述物理层装置基于所述第一自动协商能力信息通过N通道通信接口将第二自动协商能力信息传输到N通道通信装置，其中，M>N；
由所述物理层装置通过所述N通道通信装置完成所述第二自动协商过程；以及
在所述第二自动协商过程完成后，通过所述物理层装置将第三自动协商能力信息通过所述M通道通信接口传输到所述M通道通信装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，N等于1。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，N不等于1。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括抑制由物理层装置到所述M通道通信装置的传输，直至所述第二自动协商过程完成。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在完成所述第二自动协商过程之后，重新开始所述第一自动协商过程。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括传输空页面或广告零能力。
7.一种通信装置，包括：
M通道通信接口，被配置为与M通道通信装置进行通信；
N通道通信接口，被配置为与N通道通信装置进行通信，其中，M>N；以及
控制器，被配置为控制通过所述M通道通信接口与所述M通道通信装置的第一自动协商过程，并且控制通过所述N通道通信接口与所述N通道通信装置的第二自动协商过程，其中所述控制器进一步被配置为通过所述M通道通信接口将自动协商信息传输到所述M通道通信装置；所传输的自动协商信息包括基于通过所述N通道通信接口与所述N通道通信装置进行的所述第二自动协商过程的完成的信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器被配置为防止所述第一自动协商过程完成，直至所述第二自动协商过程完成之后。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述控制器被配置为在所述第二自动协商过程完成后，重新开始所述第一自动协商过程。
10.一种网络装置，包括：
第一通信装置，被配置为与M通道通信接口进行通信；
第二通信装置，被配置为通过所述M通道通信接口与所述第一通信装置进行通信，并且通过N通道通信接口与第三通信装置进行通信，其中，M>N；以及
控制器，被配置为通过所述M通道通信接口控制所述第一通信装置和所述第二通信装置之间的第一自动协商过程，以及通过所述N通道通信接口控制所述第二通信装置和所述第三通信装置之间的第二自动协商过程，其中，所述控制器进一步被配置为控制通过所述M通道通信接口进行的从所述第二通信装置到所述第一通信装置的自动协商信息的传输，所传输的自动协商信息包括基于通过所述N通道通信接口在所述第二通信装置和所述第三通信装置之间进行的所述第二自动协商过程的完成的信息。
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