CN116805931A - 电子装置及其流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子装置及其流量控制方法，其中电子装置可以传送特定暂停帧至另一电子装置、或从该另一电子装置接收特定暂停帧，而特定暂停帧包括本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态，以供电子装置对所接收到的每一笔数据包进行最适当的处理，或选择性地发送暂停帧至外部装置，以改进网络系统的效率。

Description

电子装置及其流量控制方法

技术领域

本发明涉及交换机的流量控制方法。

背景技术

在IEEE 802.3x规范中，提到了一种暂停帧(pause frame)，以供接收端在网络拥塞时传送给传送端，以通知传送端暂缓传送出数据包来减缓拥塞现象；此外，传送端需要等到暂停帧所指示的暂停时间逾期、或接收端发送另一数据包来通知可以继续接收数据包之后，才可以重新开始传送数据包至接收端。然而，随着交换机(switch)所需容量的扩大，逐渐发展出多个交换机相连的系统，例如级联交换机(cascade switch)系统或堆叠交换机(stacking switch)系统，而上述使用暂停帧来进行流量控制的机制会导致队头阻塞(head-of-line blocking，HOL blocking)的现象，因而影响交换机的效率。

举例来说，假设级联交换机系统包括彼此相连的第一交换机与第二交换机，其中第一交换机具有第一端口与第二端口，第二交换机也具有第一端口与第二端口，且第二交换机所具有的第一端口与第二端口的流量限制分别为100Mbps与1000Mbps，则如果外部装置通过第一交换机的第一端口与第二端口分别传送流量为1000Mbps的多个数据包至第二交换机的第一端口与第二端口，则由于第二交换机的第一端口所需处理的数据量大于其流量限制，则第二交换机需要传送暂停帧至第一交换机，以通知第一交换机暂停传送数据包至交换机，而此时第一交换机也会通过本身的第一端口与第二端口发送暂停帧至外部装置，以要求外部装置停止传送数据包至第一交换机。如上所述，由于第二交换机中具有较低流量限制的第一端口的拥塞会造成第一交换机的两个端口均无法接收数据包，故会影响到级联交换机系统的效率。

发明内容

因此，本发明的目的之一在于提出一种交换机的流量控制方法，其可以避免在两个交换机之间使用IEEE 802.3x规范中暂停帧的流量控制机制，以解决背景技术中队头阻塞的问题。

在本发明的一个实施例中，公开了一种电子装置，其包括第一端口、第二端口、处理电路以及收发电路，其中该第一端口用于连接至第一外部装置，且该第二端口用于连接至第二外部装置，且该收发电路用于通过连接线连接至另一电子装置。该处理电路通过该收发电路传送特定暂停帧至该另一电子装置，该特定暂停帧包括本地端口流量控制能力和/或远程端口拥塞状态，该本地端口流量控制能力包括该第一外部装置与该第二外部装置是否具备流量控制能力，而该远程端口拥塞状态包括来自该另一电子装置的多个端口的数据包对于该电子装置所造成的拥塞状态。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种电子装置，其包括第一端口、第二端口、处理电路以及收发电路，其中该第一端口用于连接至第一外部装置，且该第二端口用于连接至第二外部装置，且该收发电路用于通过连接线连接至另一电子装置，其中该另一电子装置包括第三端口与第四端口，该第三端口用于连接至第三外部装置，且该第四端口用于连接至第四外部装置。该处理电路通过该收发电路从该另一电子装置接收特定暂停帧，该特定暂停帧包括本地端口流量控制能力和/或远程端口拥塞状态，该本地端口流量控制能力包括该第三外部装置与该第四外部装置是否具备流量控制能力，而该远程端口拥塞状态包括来自该电子装置的该第一端口与该第二端口的数据包对于该另一电子装置所造成的拥塞状态。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种用于电子装置的流量控制方法，其中该电子装置包括第一端口与第二端口，其中该第一端口用于连接至第一外部装置，且该第二端口用于连接至第二外部装置，且该电子装置通过连接线连接至另一电子装置，其中该另一电子装置包括第三端口与第四端口，该第三端口用于连接至第三外部装置，且该第四端口用于连接至第四外部装置；以及该流量控制方法包括：从该另一电子装置接收特定暂停帧，其中该特定暂停帧包括本地端口流量控制能力和/或远程端口拥塞状态，该本地端口流量控制能力包括该第三外部装置与该第四外部装置是否具备流量控制能力，而该远程端口拥塞状态包括来自该电子装置的该第一端口与该第二端口的数据包对于该另一电子装置所造成的拥塞状态。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的网络系统的示意图。

图2为根据本发明的一个实施例的特定暂停帧的示意图。

图3为根据本发明的一个实施例的电子装置传送特定暂停帧至另一电子装置的流程图。

图4为根据本发明的另一实施例的电子装置传送特定暂停帧至另一电子装置的流程图。

图5为根据本发明的另一实施例的电子装置传送特定暂停帧至另一电子装置的流程图。

图6为根据本发明的一个实施例的流量控制方法的流程图。

具体实施方式

图1为根据本发明的一个实施例的网络系统100的示意图。如图1所示，网络系统包括电子装置110、120，其中电子装置110、120以连接线130进行连接来进行数据传输与接收，而在本实施例中，电子装置110、120支持全双工以太网络(Full-Duplex Ethernet)，且支持IEEE 802.3x规范。电子装置110包括处理电路112、收发电路114以及多个端口(在本实施例中以端口116、118来进行说明)，其中收发电路114用来通过连接线130与电子装置120进行通信，且端口116、118分别用来连接至两个外部装置102、104。电子装置120包括处理电路122、收发电路124以及多个端口(在本实施例中以端口126、128来进行说明)，其中收发电路124用来通过连接线130与电子装置110进行通信，且端口126、128分别用来连接至两个外部装置106、108。本实施例的电子装置110、120可以是任何可以使用网络来进行数据传输与接收的电子装置，例如交换器、路由器、或任何可以连接网络线的电子装置。举例来说，电子装置110、120可以分别是一个交换机芯片，其设置在电路板上，即电子装置110、120为级联交换机，而此时连接线130为电路板上的走线。在另一例子中，电子装置110、120可以分别是一个交换机，即电子装置110、120为堆叠交换机，而此时连接线130为以太网络线。在本实施例中，电子装置110、120为一个连线伙伴，其用来协助外部装置102、104与外部装置106、108进行通信。

在网络系统100的操作中，外部装置102、104通过电子装置110、120来与外部装置106、108进行通信。举例来说，如果外部装置102需要将数据包传送至外部装置106，则电子装置110中的处理电路112可以通过端口116接收来自外部装置102的数据包，并将所接收到的数据包通过收发电路114、连接线130与收发电路124传送至电子装置120内的数据包缓冲器(未示出)，之后处理电路122再将数据包缓冲器内的数据包通过端口126传送至外部装置106。类似地，如果外部装置104需要将数据包传送至外部装置108，则电子装置110中的处理电路112可以通过端口118接收来自外部装置104的数据包，并将所接收到的数据包通过收发电路114、连接线130与收发电路124传送至电子装置120内的数据包缓冲器，之后处理电路122再将数据包缓冲器内的数据包通过端口128传送至外部装置108。

在背景技术中，如果外部装置102所发送的数据包的流量高于端口126的流量限制而使得电子装置120内的数据包缓冲器的数据量过高，则电子装置120会发送暂停帧至电子装置110，以使得电子装置110通过本身的端口116、118发送暂停帧至外部装置102、104，以要求外部装置102、104停止传送数据包至电子装置110。因此，由于网络系统100会因为电子装置120的单一端口的流量超出限制流量而造成电子装置110的所有端口均无法接收到外部装置的数据包，故会严重影响到网络系统100的效率。为了解决这一问题，本实施例提出了一种网络系统100的流量控制技术，其可以让电子装置110、120彼此沟通目前的流量控制能力与端口的拥塞状态，以解决背景技术中所述的问题。

具体来说，参考图2所示的特定暂停帧200的示意图，其中特定暂停帧200符合IEEE802.3x规范。如图2所示，特定暂停帧200包括多个字段，且该多个字段包括6字节的目的地址(destination address)、6字节的源地址(source address)、2字节的帧类型(type)、2字节的操作码(opcode)、42字节的保留字段以及4字节的循环冗余校验码(cyclicredundancy check code)，其中保留字段包括本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态。需注意的是，由于本实施例的重点在于特定暂停帧200中保留字段所携带的信息，而其余字段的内容与定义可以参考IEEE 802.3x规范所述，故以下实施例仅主要针对保留字段所包括的本地端口流量控制能力与远程端口拥塞状态来进行描述。

图2所示的特定暂停帧200用于电子装置110、120之间沟通使用，举例来说，电子装置110可以传送特定暂停帧200至电子装置120，而此时特定暂停帧200的保留字段所包括的本地端口流量控制能力即为连接于端口116、118的外部装置102、104是否支持IEEE 802.3x规范中的暂停帧。详细来说，由于每一个端口的流量控制能力是由电子装置110分别与外部装置102、104通过协商所得到的，而如果端口116具备流量控制能力，则代表外部装置102可以接收来自电子装置110且支持IEEE 802.3x规范的暂停帧，以暂停发送数据包至电子装置110；而如果端口118不具备流量控制能力，则代表外部装置104不会因为接收到暂停帧而停止发送数据包至电子装置110。换句话说，特定暂停帧200可以让电子装置120知道且存储电子装置110的端口116、118是否具备流量控制能力。此外，当电子装置110传送特定暂停帧200至电子装置120时，特定暂停帧200的保留字段所包括的远程端口拥塞状态即为来自电子装置120的端口126、128的数据包对于电子装置110所造成的拥塞状态。详细来说，由于电子装置110内的数据包暂存器会暂存来自电子装置120的端口126、128的数据包，而每一笔数据包会带有源信息(即，数据包来自于端口126或端口128)，因此，处理电路112可以根据来自端口126、128的数据包信息，例如数据包数量/吞吐量，以产生对应于端口126、128的拥塞状态，并将此拥塞状态通过特定暂停帧200传送至电子装置120。换句话说，特定暂停帧200可以让电子装置120知道来自端口126、128的数据包对于电子装置110所造成的拥塞状态。

同样地，电子装置120也可以传送特定暂停帧200至电子装置110，以使得电子装置110知道电子装置120的端口126、128是否具备流量控制能力，且让电子装置110知道来自端口116、118的数据包对于电子装置120所造成的拥塞状态。

关于特定暂停帧200的传送时间点，可以是周期性地传送、和/或端口的流量控制能力改变时传送、和/或远程端口拥塞状态改变时传送。具体来说，参考图3所示的电子装置110传送特定暂停帧200至电子装置120的流程图。如图3所示，在步骤300，流程开始，且电子装置110与电子装置120完成连线与初始化操作。在步骤302，电子装置110判断是否已到达需要传送特定暂停帧200的周期时间，如果是，流程进入步骤304；如果否，流程回到步骤302。在步骤304，电子装置110传送包括本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态的特定暂停帧200至电子装置120。

在另一实施例中，参考图4所示的电子装置110传送特定暂停帧200至电子装置120的流程图。如图4所示，在步骤400，流程开始，且电子装置110与电子装置120完成连线与初始化操作。在步骤402，电子装置110判断端口116或端口118的流量控制能力是否改变，例如端口116所连接的外部装置102由支持IEEE 802.3x规范的暂停帧改变为不支持IEEE802.3x规范的暂停帧，如果是，流程进入步骤404；如果否，流程回到步骤402。在步骤404，电子装置110传送包括更新后的本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态的特定暂停帧200至电子装置120。

在另一实施例中，参考图5所示的电子装置110传送特定暂停帧200至电子装置120的流程图。如图5所示，在步骤500，流程开始，且电子装置110与电子装置120完成连线与初始化操作。在步骤502，电子装置110判断来自电子装置120的端口126、128的数据包对于电子装置110所造成的拥塞状态是否改变，例如来自电子装置120的端口126的数据包数量由低于第一临界值提升到高于第二临界值，如果是，流程进入步骤504；如果否，流程回到步骤502。在步骤504，电子装置110传送包括本地端口流量控制能力以及更新后的远程端口拥塞状态的特定暂停帧200至电子装置120。

需注意的是，以上图3～5的流程也可适用于电子装置120传送特定暂停帧200至电子装置110，且图3～5的流程也可结合来使用。

如上所述，通过使用特定暂停帧200，电子装置110、120可以互相了解对方的每一个端口是否有流量控制能力，以及本身端口的流量造成对方的拥塞状态，以供进行进一步的流量控制。

具体来说，假设外部装置102通过电子装置110、120传送数据包至外部装置106，而当电子装置120传送特定暂停帧200至电子装置110，告知来自端口116的数据包对电子装置120造成了拥塞，则电子装置110中的处理电路112可以对外部装置102发送暂停帧，以要求外部装置102暂时停止发送数据包。类似地，假设外部装置106通过电子装置120、110传送数据包至外部装置102，而当电子装置110传送特定暂停帧200至电子装置120，告知来自端口126的数据包对电子装置110造成了拥塞，则电子装置120中的处理电路122可以对外部装置106发送暂停帧，以要求外部装置106暂时停止发送数据包。

在另一例子中，参考图6所示的流量控制方法的流程图。在步骤600，流程开始，且电子装置110与电子装置120完成连线与初始化操作。在步骤602，电子装置110接收到来自电子装置120的特定暂停帧200，其中特定暂停帧200包括本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态，而本地端口流量控制能力指出电子装置120的端口126、128是否具备流量控制能力，而远程端口拥塞状态则指出来自端口116、118的数据包对于电子装置120所造成的拥塞状态。在步骤604，处理电路112接收到特定暂停帧200，并存储特定暂停帧200所提供的本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态，或根据目前所接收到的暂停帧200来更新先前所存储的本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态。

在步骤606，电子装置120通过端口126、128接收分别来自外部装置106、108的数据包，并将这些数据包传送至电子装置110。在步骤608，电子装置110判断目前是否有拥塞现象，即内部的数据包缓冲器所包括的数据包数量是否过多或超过临界值，如果否，流程进入步骤610；如果是，流程进入步骤612。

在步骤610，处理电路112直接将来自电子装置120的数据包转发至外部装置102和/或外部装置104。

在步骤612，处理电路112根据先前所存储的本地端口流量控制能力来判断电子装置120的端口126、128是否具备流量控制能力，如果否，流程进入步骤614；如果是，流程进入步骤616。

需注意的是，步骤612的操作针对电子装置的每一个端口126、128分别来进行，举例来说，如果电子装置120的端口126不具备流量控制能力，则流程进入步骤614以对来自端口126及外部装置106的数据包进行处理；而如果电子装置120的端口128具备流量控制能力，则流程进入步骤616以对来自端口128及外部装置108的数据包进行处理。

在步骤614，处理电路112丢弃来自端口126/128的数据包。举例来说，假设电子装置120的端口126不具备流量控制能力，则处理电路112将目前暂存于数据包暂存器内的来自外部装置106的数据包直接丢弃，而不会转发至外部装置102、104。

在步骤616，处理电路112直接将来自电子装置120的数据包转发至外部装置102和/或外部装置104。

需注意的是，以上图6的流程也可适用于电子装置120接收来自电子装置110的特定暂停帧200，并对来自电子装置110的数据包进行流量控制的情形。由于本领域的普通技术人员在阅读过以上实施例后应能了解其操作，故细节不再赘述。

如上所述，由于电子装置110可以通过来自电子装置120的特定暂停帧200而知道电子装置120的端口126、128是否具备流量控制能力、以及来自端口116、118的数据包对于电子装置120所造成的拥塞状态，因此，电子装置110内的处理电路112可以根据这些信息对来自电子装置120的每一笔数据包进行最适当的处理，也可以根据这些信息来选择性地发送暂停帧至外部装置102、104中之一，故可以改进网络系统100的效率。

需注意的是，在以上的实施例中，特定暂停帧200包括本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态，但本发明并不限于此。在其他的实施例中，特定暂停帧200可以仅包括本地端口流量控制能力以及远程端口拥塞状态中之一，而电子装置110内的处理电路112可以根据电子装置120所提供的本地端口流量控制能力对来自电子装置120的每一笔数据包进行最适当的处理，或电子装置110内的处理电路112可以根据电子装置120所提供的远程端口拥塞状态来选择性地发送暂停帧至外部装置102、104中之一，这样也可以改进网络系统100的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，根据本发明申请专利范围所做的任何修改或者变动都属于本发明的涵盖范围。

附图标记

100:网络系统

102,104,106,108:外部装置

110:电子装置

112:处理电路

114:收发电路

116,118:端口

120:电子装置

122:处理电路

124:收发电路

126,128:端口

130:连接线

200:特定暂停帧

300～304:步骤

400～404:步骤

500～504:步骤

600～616:步骤

Claims (10)

1.一种电子装置，包括：

第一端口与第二端口，其中所述第一端口用于连接至第一外部装置，且所述第二端口用于连接至第二外部装置；

处理电路；

收发电路，用于通过连接线连接至另一电子装置；

其中所述处理电路通过所述收发电路传送特定暂停帧至所述另一电子装置，所述特定暂停帧包括本地端口流量控制能力和/或远程端口拥塞状态，所述本地端口流量控制能力包括所述第一外部装置与所述第二外部装置是否具备流量控制能力，而所述远程端口拥塞状态包括来自所述另一电子装置的多个端口的数据包对于所述电子装置所造成的拥塞状态。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述本地端口流量控制能力包括所述第一外部装置与所述第二外部装置是否可以根据暂停帧来停止传送数据包至所述电子装置，而所述远程端口拥塞状态包括来自所述另一电子装置的所述多个端口的数据包是否对所述电子装置造成拥塞。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述处理电路周期性地通过所述收发电路传送所述特定暂停帧至所述另一电子装置，或当所述本地端口流量控制能力改变时传送所述特定暂停帧至所述另一电子装置，或当所述远程端口拥塞状态改变时传送所述特定暂停帧至所述另一电子装置。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述电子装置与所述另一电子装置组成级联交换机或堆叠交换机。

5.一种电子装置，包括：

第一端口与第二端口，其中所述第一端口用于连接至第一外部装置，且所述第二端口用于连接至第二外部装置；

处理电路；

收发电路，用于通过连接线连接至另一电子装置，其中所述另一电子装置包括第三端口与第四端口，所述第三端口用于连接至第三外部装置，且所述第四端口用于连接至第四外部装置；

其中所述处理电路通过所述收发电路从所述另一电子装置接收特定暂停帧，所述特定暂停帧包括本地端口流量控制能力和/或远程端口拥塞状态，所述本地端口流量控制能力包括所述第三外部装置与所述第四外部装置是否具备流量控制能力，而所述远程端口拥塞状态包括来自所述电子装置的所述第一端口与所述第二端口的数据包对于所述另一电子装置所造成的拥塞状态。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其中所述本地端口流量控制能力包括所述第三外部装置与所述第四外部装置是否可以根据暂停帧来停止传送数据包至所述另一电子装置，而所述远程端口拥塞状态包括来自所述电子装置的所述第一端口与所述第二端口的数据包是否对所述另一电子装置造成拥塞。

7.根据权利要求5所述的电子装置，其中所述特定暂停帧包括所述远程端口拥塞状态；所述处理电路通过所述第一端口从所述第一外部装置接收第一数据包，所述第一数据包准备通过所述另一电子装置传送至所述第三外部装置；以及所述处理电路根据所述远程端口拥塞状态来判断来自所述电子装置的所述第一端口的数据包是否对所述另一电子装置造成拥塞，而如果来自所述电子装置的所述第一端口的数据包对所述另一电子装置造成拥塞，则所述处理电路通过所述第一端口发送暂停帧至所述第一外部装置，以要求所述第一外部装置暂停发送数据包。

8.根据权利要求5所述的电子装置，其中所述特定暂停帧包括所述本地端口流量控制能力；所述处理电路通过所述另一电子装置从所述第三外部装置接收第二数据包，所述第二数据包准备传送至所述第一外部装置；以及所述处理电路先判断所述电子装置是否有拥塞现象，如果所述电子装置有拥塞现象，所述处理电路根据所述本地端口流量控制能力来判断所述第三端口或所述第三外部装置是否具备流量控制能力，如果所述第三端口或所述第三外部装置具备流量控制能力，所述处理电路直接将所述第二数据包传送至所述第一外部装置；以及如果所述第三端口或所述第三外部装置不具备流量控制能力，则所述处理电路直接将所述第二数据包丢弃。

9.一种用于电子装置的流量控制方法，其中所述电子装置包括第一端口与第二端口，其中所述第一端口用于连接至第一外部装置，且所述第二端口用于连接至第二外部装置，且所述电子装置通过连接线连接至另一电子装置，其中所述另一电子装置包括第三端口与第四端口，所述第三端口用于连接至第三外部装置，且所述第四端口用于连接至第四外部装置；以及所述流量控制方法包括：

从所述另一电子装置接收特定暂停帧，其中所述特定暂停帧包括本地端口流量控制能力和/或远程端口拥塞状态，所述本地端口流量控制能力包括所述第三外部装置与所述第四外部装置是否具备流量控制能力，而所述远程端口拥塞状态包括来自所述电子装置的所述第一端口与所述第二端口的数据包对于所述另一电子装置所造成的拥塞状态。

10.根据权利要求9所述的流量控制方法，其中所述特定暂停帧包括所述本地端口流量控制能力，且所述流量控制方法还包括：

通过所述另一电子装置从所述第三外部装置接收第二数据包，其中所述第二数据包准备传送至所述第一外部装置；

判断所述电子装置是否有拥塞现象；

如果所述电子装置有拥塞现象，根据所述本地端口流量控制能力来判断所述第三端口或所述第三外部装置是否具备流量控制能力；

如果所述第三端口或所述第三外部装置具备流量控制能力，直接将所述第二数据包传送至所述第一外部装置；以及

如果所述第三端口或所述第三外部装置不具备流量控制能力，则直接将所述第二数据包丢弃。