CN113676912A - 一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置 - Google Patents

一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113676912A
CN113676912A CN202110999744.9A CN202110999744A CN113676912A CN 113676912 A CN113676912 A CN 113676912A CN 202110999744 A CN202110999744 A CN 202110999744A CN 113676912 A CN113676912 A CN 113676912A
Authority
CN
China
Prior art keywords
communication
shared channel
module
nodes
node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110999744.9A
Other languages
English (en)
Inventor
马朔昕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Chicheng Seth Culture Communication Center
Original Assignee
Nanjing Chicheng Seth Culture Communication Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Chicheng Seth Culture Communication Center filed Critical Nanjing Chicheng Seth Culture Communication Center
Priority to CN202110999744.9A priority Critical patent/CN113676912A/zh
Publication of CN113676912A publication Critical patent/CN113676912A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/382—Monitoring; Testing of propagation channels for resource allocation, admission control or handover
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/14—Direct-mode setup

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本发明涉及一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置。所述系统包括若干节点，所述网络通信发生在所述节点间的私有信道和共享信道中；每个所述节点设有若干私有信道通信端口和共享信道通信端口；所述私有信道通信端口用于与其他所述节点的所述私有信道通信端口连接，建立与直接相连的所述节点的私有信道通信连接；所述共享信道通信端口用于与其他所述节点的所述共享信道通信端口连接，建立与直接相连以及间接连接的所述节点的共享信道通信连接。所述共享信道的实现方式为：所述节点内的共享信道通信端口间设有透传转发模块，能够自动将一个端口接收到的数据转发到其他所有激活的所述共享信道通信端口，实现虚拟的共享信道。将私有信道和共享信道相分离，使得特定节点间通信能够同步进行以避免占用共享信道资源；并且利用串联的透传转发实现虚拟的共享信道，使得共享信道可以随节点增加自动扩展；私有信道间确定彼此空间位置关系的通信还可以弥补共享信道中不便融入此信息的缺陷。

Description

一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置
技术领域
本发明涉及网络通信领域，具体涉及一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置。
背景技术
网络系统发送信息的通道被成为信道。信道形式多种多样，但从可接入性可以分为共享信道和私有信道。
共享信道即多个节点可共用的信道；私有信道即受限于低至两个节点使用、其他节点无法接入的信道。
一般而言，共享信道可以实现资源集中管理和复用，占有同样频域、时域和空间资源下的使用效率更高；私有信道如果能实现对外界的屏蔽，那么可以独占所有时域/频域资源，每个节点分配到的带宽更高、实时性更好。
对无线通信而言，由于通信的载体电磁波在空间中任意传播，通常只有实体的共享信道，私有信道必须通过虚拟技术产生；对于有线通信，由于通信在线路中传播、相互不干扰，则可以根据需求选择共享或私有信道。
在半分布式有线网络中，结合共享信道和私有信道可以实现更高的通信效率和灵活性。例如，一个中央节点承担大部分计算任务，其接入共享信道即可高效的接收各个边缘节点轮流迸发式发送大量的数据；边缘节点间使用私有信道，可以并发的相互通信，例如计算相互位置关系和探听新边缘节点的接入，并且可以采用比共享信道更低的设计带宽，降低功耗和成本。
但是，如何兼顾高效的共享信道和有线网络的可扩展性存在困难：如果预先铺设共享信道，则在添加新边缘节点时要为其配置接入；如果采用无线接入，延迟和长工作距离带来的衰减都限制系统性能。
发明内容
对此,本发明提供一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置，其利用每对节点间通过私有信道建立网络拓扑并动态接入新的边缘节点，在节点内配置透传转发模块对所有节点接入的共享信道进行拓展，实现兼顾可扩展、高性能的所有节点间共享信道和高并发带宽、低延迟的边缘节点组内私有信道。
为了达成上述目的，本发明提供一种可扩展的双信道协作网络通信系统，包括由若干节点组成的网络，所述网络通信发生在所述节点间的私有信道和共享信道中；
每个所述节点设有若干私有信道通信端口和共享信道通信端口；
所述私有信道通信端口用于与其他所述节点的所述私有信道通信端口连接，建立与直接相连的所述节点的私有信道通信连接；
所述共享信道通信端口用于与其他所述节点的所述共享信道通信端口连接，建立与直接相连以及间接连接的所述节点的共享信道通信连接；
所述直接相连的含义是：两个节点通过通信端口与通信端口的物理连接，实现通信连接；
所述间接相连的含义是：一个节点与其所述直接相连的节点的所述直接相连的节点构成间接相连，并且与其所述间接相连的节点的所述直接相连的节点构成间接相连，以此类推。
在其中一个实施例中，一个所述节点接入所述网络时，先通过所述私有信道通信端口与所述直接相邻节点发起通信连接请求并建立通信连接；然后从所述直接相邻节点获知两者的相对物理空间位置关系；然后推算本节点和所述直接相邻节点间可以建立连接的所述共享信道通信端口组成的共享信道通信端口对；最后激活所述共享信道通信端口对并建立连接，使本节点接入所述相邻节点已接入的所述共享信道。
在其中一个实施例中，共享信道的实现方式为：所述节点内的共享信道通信端口间设有透传转发模块，能够自动将一个端口接收到的数据转发到其他所有激活的所述共享信道通信端口，以此实现虚拟的共享信道，即本所述节点在物理上插入并成为所述共享信道不可或缺的一部分，但其他所述节点对本所述节点接入所述共享信道并不感知，在逻辑上接入的是独立于所有节点运作的一条共享信道；
所述透传的含义是：对数据不加解析的、全部予以转发。
在其中一个实施例中，网络中有一节点作为终端节点，主动向相邻节点发起通信连接请求；只有接到所述通信连接请求并完成连接的节点，才向其未建立所述通信连接的相邻节点发起通信连接请求；收到所述通信连接请求并进行双方确认后，节点间建立永久的所述私有信道通信连接，然后建立所述共享信道通信连接；每个节点只接受收到的第一个通信连接请求。
在其中一个实施例中，所述共享信道通信端口在所述节点未连入网络时处于休眠状态；在所述节点接入网络后，根据所述私有信道通信端口的连接状态激活预设与所述私有信道通信端口有配对关系的所述共享信道通信端口，使之能与所述直接相邻节点的所述共享信道通信端口建立连接。
一种可扩展的双信道协作网络通信装置，包括，网络中每个节点由控制模块、存储模块、通信模块、缓存模块、共享信道收发模块、共享信道透传模块、多个私有信道端口模块和多个共享信道端口模块组成；
所述控制模块向通信模块发送通信指令和数据，并根据通信模块返回的数据进行物理空间坐标计算以及其他规划；
所述存储模块为控制模块存储参数；
所述通信模块从控制模块接收通信指令，根据指令区分私有信道通信和共享信道通信；将所述私有信道通信通过若干个所述私有信道端口模块向其他节点发出、并从同一端口接收返回数据；将所述共享信道通信通过所述共享信道收发模块向共享信道发出、并通过此所述共享信道收发模块接收返回数据；
所述缓存模块缓存所述通信模块收发的数据和指令；
所述私有信道端口模块与相邻节点的一个所述私有信道端口模块建立物理层通信连接，接收所述通信模块派发的通信指令后通过所述物理层通信连接发出，并从所述物理层通信连接接收数据后转发给所述通信模块；
所述共享信道收发模块接收所述通信模块的指令后，向所述共享信道透传模块发出共享信道通信数据，并监听所述共享信道透传模块透传的数据以获取返回数据；
所述共享信道透传模块将其从一个所述共享信道端口模块接收的数据向其余共享信道端口模块和共享信道收发模块转发；将其从共享信道收发模块接收的数据向全部共享信道端口模块转发；
所述共享信道端口模块与相邻节点的一个所述共享信道端口模块建立物理层通信连接，接收所述共享信道透传模块派发的通信指令后通过所述物理层通信连接发出，并从所述物理层通信连接接收数据后转发给所述共享信道透传模块。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1是一个网络节点的模块图。
图2是多个网络节点间与共享信道通信相关的模块的连接拓扑。
图3是多个网络节点间虚拟的共享信道的连接拓扑。
图4是一个网络内区分终端节点和边缘节点后多个节点间共享信道与私有信道同时连接的拓扑。
具体实施方式
现在详细参考附图并描述实施例。为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在其他实例中，不详细描述公知的方法、过程、组件和电路，以免不必要地使实施例模糊。
在本实施例中，节点为网络的最小构成单元，而每个节点内的模块逻辑如图1所示。
其中，控制模块发出通信指令、编写通信数据并接受和处理通信的返回数据，实现抽象的管理。
通信模块接收通信指令，根据指令区分私有信道通信和共享信道通信；将私有信道通信通过若干个私有信道端口模块向其他节点发出、并从同一端口接收返回数据；将共享信道通信通过共享信道收发模块向共享信道发出、从此收发模块接收返回数据。通信模块收发的数据可由缓存模块缓存以应对并发通信。
共享信道收发模块通过向共享信道透传模块插入和读取数据实现收发共享信道数据。
共享信道透传模块无需受其他模块控制，将其从一个共享信道端口模块接收的数据向全部其余共享信道端口模块和共享信道收发模块转发；在接收到共享信道收发模块数据时，将数据向全部共享信道端口模块转发。
私有信道端口模块和共享信道端口模块功能相似：独立的与其他节点的一个对应模块进行通信连接，完成编码、发出、接收、解码的任务，并向连接的其他节点指示忙碌或空闲的通信状态。两者区别在于：共享信道端口模块存在休眠和激活状态，在建立通信时由控制模块指定；只有被激活的共享信道端口模块收发数据。
由于采用了无需控制的透传模块，实体上分散在多个节点内的共享信道组成了一整条虚拟共享信道，其实体的连接拓扑如图2所示。只要对应的共享信道端口在节点接入网络时被激活，共享信道透传模块就持续的转发共享信道上的数据而无需额外处理；换而言之，尽管共享信道本身是由各个节点组成的，但除了向共享信道发出数据以外，每个节点的加入和转发对共享信道都不产生可被其他节点观察的影响，对每个节点的共享信道收发模块而言，如同接入了一条独立于所有节点的共享信道，因此称之为虚拟的共享信道，如图3所示。
在组成网络时，节点可以根据功能被分为终端节点和边缘节点两类：终端节点是数据的主要使用者，承担主要的网络管理、计算等工作；边缘节点主要是数据的主要采集者，接受终端节点的管理。通常，每个边缘节点只接入一条虚拟的共享信道，但作为处理中心的终端节点可以接入多个虚拟共享信道，如图4所示。此外，私有信道与共享信道独立运作，适用于特定节点间数据传递，特别是建立通信连接，如图4所示。不过，节点的这一分类不影响信道的工作原理。
分离私有信道和共享信道的价值有两个：其一，通过私有信道扩展网络节点、更新相临节点状态的过程只发生在节点之间，不会占用共享信道资源，并且可以由各个节点同时进行，互不干扰；其二，为了保持共享信道的透明度，对于每一个节点，其共享信道端口模块从逻辑上接入的是一条共享信道，而不是其物理上连接的其他节点的共享信道端口模块，因而缺少了共享信道端口模块的空间位置关系信息，进而无法获得节点间空间位置关系。而这一信息可以由私有信道端口模块获得。
本发明的不局限于上述实施方式，本发明的上述各个实施方式的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可扩展的双信道协作网络通信系统，其特征在于，
所述网络由若干节点组成，所述网络通信发生在所述节点间的私有信道和共享信道中；
每个所述节点设有若干私有信道通信端口和共享信道通信端口；
所述私有信道通信端口用于与其他所述节点的所述私有信道通信端口连接，建立与直接相连的所述节点的私有信道通信连接；
所述共享信道通信端口用于与其他所述节点的所述共享信道通信端口连接，建立与直接相连以及间接连接的所述节点的共享信道通信连接；
所述直接相连的含义是：两个节点通过通信端口与通信端口的物理连接，实现通信连接；
所述间接相连的含义是：一个节点与其所述直接相连的节点的所述直接相连的节点构成间接相连，并且与其所述间接相连的节点的所述直接相连的节点构成间接相连，以此类推。
2.根据权利要求1所述系统，其特征在于：一个所述节点接入所述网络时，先通过所述私有信道通信端口与所述直接相邻节点发起通信连接请求并建立通信连接；然后从所述直接相邻节点获知两者的相对物理空间位置关系；然后推算本节点和所述直接相邻节点间可以建立连接的所述共享信道通信端口组成的共享信道通信端口对；最后激活所述共享信道通信端口对并建立连接，使本节点接入所述直接相邻节点已接入的所述共享信道。
3.根据权利要求1所述系统，其特征在于：共享信道的实现方式为：所述节点内的共享信道通信端口间设有透传转发模块，能够自动将一个端口接收到的数据转发到其他所有激活的所述共享信道通信端口，以此实现虚拟的共享信道，即本所述节点在物理上插入并成为所述共享信道不可或缺的一部分，但其他所述节点对本所述节点接入所述共享信道并不感知，在逻辑上接入的是独立于所有节点运作的一条共享信道；
所述透传转发的含义是：对数据不加解析的、全部予以转发。
4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，网络中有一节点作为终端节点，主动向相邻节点发起通信连接请求；只有接到所述通信连接请求并完成连接的节点，才向其未建立所述通信连接的相邻节点发起通信连接请求；收到所述通信连接请求并进行双方确认后，节点间建立永久的所述私有信道通信连接，然后建立所述共享信道通信连接；每个节点只接受收到的第一个通信连接请求。
5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述共享信道通信端口在所述节点未连入网络时处于休眠状态；在所述节点接入网络后，根据所述私有信道通信端口的连接状态激活预设与所述私有信道通信端口有配对关系的所述共享信道通信端口，使之能与所述直接相邻节点的所述共享信道通信端口建立连接。
6.一种可扩展的双信道协作网络通信装置，其特征在于，一个网络由若干节点组成，每个节点由控制模块、存储模块、通信模块、缓存模块、共享信道收发模块、共享信道透传模块、多个私有信道端口模块和多个共享信道端口模块组成；
所述控制模块向通信模块发送通信指令和数据，并根据通信模块返回的数据进行物理空间坐标计算以及其他规划；
所述存储模块为控制模块存储参数；
所述通信模块从控制模块接收通信指令，根据指令区分私有信道通信和共享信道通信；将所述私有信道通信通过若干个所述私有信道端口模块向其他节点发出、并从同一端口接收返回数据；将所述共享信道通信通过所述共享信道收发模块向共享信道发出、并通过此所述共享信道收发模块接收返回数据；
所述缓存模块缓存所述通信模块收发的数据和指令；
所述私有信道端口模块与相邻节点的一个所述私有信道端口模块建立物理层通信连接，接收所述通信模块派发的通信指令后通过所述物理层通信连接发出，并从所述物理层通信连接接收数据后转发给所述通信模块；
所述共享信道收发模块接收所述通信模块的指令后，向所述共享信道透传模块发出共享信道通信数据，并监听所述共享信道透传模块透传的数据以获取返回数据；
所述共享信道透传模块将其从一个所述共享信道端口模块接收的数据向其余共享信道端口模块和共享信道收发模块转发；将其从共享信道收发模块接收的数据向全部共享信道端口模块转发；
所述共享信道端口模块与相邻节点的一个所述共享信道端口模块建立物理层通信连接，接收所述共享信道透传模块派发的通信指令后通过所述物理层通信连接发出，并从所述物理层通信连接接收数据后转发给所述共享信道透传模块。
CN202110999744.9A 2021-08-30 2021-08-30 一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置 Pending CN113676912A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110999744.9A CN113676912A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110999744.9A CN113676912A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113676912A true CN113676912A (zh) 2021-11-19

Family

ID=78547215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110999744.9A Pending CN113676912A (zh) 2021-08-30 2021-08-30 一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113676912A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104219115A (zh) * 2014-09-18 2014-12-17 北京博维亚讯技术有限公司 一种使以太网环协议与生成树协议能够异构混合组网的方法和系统
CN105379227A (zh) * 2013-05-07 2016-03-02 环球互连及数据中心公司 用于与多个虚拟私有云一对多连接的直接连接虚拟私有接口
CN107483560A (zh) * 2017-07-27 2017-12-15 国网江西省电力公司南昌供电分公司 一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法
CN108989213A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 瞻博网络公司 使用虚拟节点之间的所选择的结构路径传输lsp设置
CN108989202A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 瞻博网络公司 用于虚拟节点的基于结构路径上下文的转发
CN109348402A (zh) * 2018-09-27 2019-02-15 顺丰科技有限公司 网络自生成的方法、装置、设备及存储介质
US20200349261A1 (en) * 2019-05-03 2020-11-05 International Business Machines Corporation Database private document sharing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105379227A (zh) * 2013-05-07 2016-03-02 环球互连及数据中心公司 用于与多个虚拟私有云一对多连接的直接连接虚拟私有接口
CN104219115A (zh) * 2014-09-18 2014-12-17 北京博维亚讯技术有限公司 一种使以太网环协议与生成树协议能够异构混合组网的方法和系统
CN108989213A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 瞻博网络公司 使用虚拟节点之间的所选择的结构路径传输lsp设置
CN108989202A (zh) * 2017-05-31 2018-12-11 瞻博网络公司 用于虚拟节点的基于结构路径上下文的转发
CN107483560A (zh) * 2017-07-27 2017-12-15 国网江西省电力公司南昌供电分公司 一种面向共享用电的多模组网通信和选择方法
CN109348402A (zh) * 2018-09-27 2019-02-15 顺丰科技有限公司 网络自生成的方法、装置、设备及存储介质
US20200349261A1 (en) * 2019-05-03 2020-11-05 International Business Machines Corporation Database private document sharing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101707655B1 (ko) 타이밍 그리고/또는 성능을 만족시키는 NoC 채널의 자동 파이프라인 형성
US10256870B2 (en) System and method for radio access virtualization
CN111104775B (zh) 一种片上网络拓扑结构及其实现方法
US9477280B1 (en) Specification for automatic power management of network-on-chip and system-on-chip
US10476697B2 (en) Network-on-chip, data transmission method, and first switching node
US9294354B2 (en) Using multiple traffic profiles to design a network on chip
US8667439B1 (en) Automatically connecting SoCs IP cores to interconnect nodes to minimize global latency and reduce interconnect cost
US10554496B2 (en) Heterogeneous SoC IP core placement in an interconnect to optimize latency and interconnect performance
JP6383793B2 (ja) 可変な数のコア群、入出力（ｉ／ｏ）装置、ディレクトリ構造、及びコヒーレンシポイントを有する、キャッシュコヒーレントｎｏｃ（ネットワークオンチップ）
KR101736593B1 (ko) 온-다이 상호접속부의 아키텍처
US20220206979A1 (en) Communications for field programmable gate array device
US20190260644A1 (en) Automatic crossbar generation and router connections for network-on-chip (noc) topology generation
CN112751703A (zh) 通信网络的组建方法、装置、电子设备与存储介质
Wettin et al. Design space exploration for reliable mm-wave wireless NoC architectures
CN113676912A (zh) 一种可扩展的双信道协作网络通信系统和装置
CN102710496B (zh) 用于多个服务器间的数据传输系统、数据接口装置及数据传输方法
Sikder et al. Exploring wireless technology for off-chip memory access
Xiao et al. A tutorial for key problems in the design of hybrid hierarchical noc architectures with wireless/rf
US20170063610A1 (en) Hierarchical asymmetric mesh with virtual routers
Lee et al. A shortest path adaptive routing technique for minimizing path collisions in hybrid optical network-on-chip
Karthik et al. Efficient Algorithms for Distributed Mutual Exclusion in Mobile Ad-hoc Network
Zhao et al. Dual-channel binary-countdown medium access control in wireless network-on-chip
Morie et al. Neighbor communication algorithm with making an effective use of NICs on multidimensional-mesh/torus
Xiao et al. Through Global Sharing to Improve Network Efficiency for Radio-Frequency Interconnect Based Network-on-Chip
CN116821044A (zh) 处理系统、访存方法及计算机可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20211119