CN1358002A - 一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法 - Google Patents
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Abstract
一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法,在网络交换系统中两个对应连接的网络交换器上分别设置一计数器,根据计数器的计数再通过相关公式计算出该两个网络交换器各网络信道对该中继线数据包所造成的时延Tx,在该网络交换器对所接收的中继线数据包进行解码时,能针对传播时延进行校正,准确判断出同一网络信道中各数据包间的时间间隙,将该中继线数据包正确还原成数据流完成数据包的传输工作,并减少因数据流序列错误而产生上层软件层等候或舍弃一序列数据流的可能性。
Description
本发明涉及一种自动校正网络中继线(trunk)群中信号线传播时延的方法，尤指一种在现今高速网络的技术领域中，应用于网络交换系统的网络集线器、路由器或交换器等相关网络装置内的技术，以有效解决该网络装置间因使用不同长度的信号线(如双绞线)导致网络中继线(trunk)群中数据包传播时延(propagation delay)的问题，以确保数据流的中继线数据包顺序能达成即时的一致性。
近年来，由于局域网及广域网的兴起，不仅扩大了信息传输的信道，改善了信息流通的速度及品质，更在高性能低价电脑的推波助澜下，有效降低了信息传送的成本，大幅提升了信息传送的便利性及普及性。在网络上传送数据，以交换信息，如今已成为企业内部或企业彼此间日常信息沟通的工具。
网络制造业者为提升传统网络系统的传输效率，经常将网络上复数个传输速率较低的网络接口的线路，通过一网络交换系统，集总在一起，以获取一整体频宽较宽的线路，通过该网络交换系统，增进传统网络系统的传输速度及效率，此种将同一种信号线路集总在一起的技术，一般称为连线集总(link aggregation)。
目前网络制造业者针对前述需求所设计的网络交换系统，如图1所示，以将10条10Mb的网络线路20集总在一起的一网络交换系统10为例，该网络交换系统10包括至少两个网络交换器11及12。一电脑终端机3所传送的数据流(data stream)的数据包，可先经由一网络交换器11对其进行的编码处理后，再分配至该网络线路20所形成的不同信道(channel)，并以接近100Mb/s的传输速率，将该数据包传送至另一网络交换器12，再经由该另一网络交换器12对其的解码处理，还原成该数据流后，将该数据流的数据包传送至另一电脑终端机4，完成数据包的传输工作。
此一作法，虽然在理论上确实可有效提升传统网络系统的传输速度及效率，但事实上，由于根据IEEE 802.3ad的规定，不允许网络交换系统在传输过程中将中继线群中的数据包分解成小片段。此一规范的限制，迫使网络制造业者在设计该种网络交换系统时，为保持数据包在传输上的完整性，必须牺牲网络系统的传输效率。以前述传统网络交换系统为例，该网络交换器11对欲传送的数据流(data stream)A中的12个数据包进行编码处理后，该数据包被分配至该网络线路20所形成的10个信道(channel)，参阅图2所示，并以约100Mb/s的传输速率，同时被传送至另一网络交换器12，由于该数据包中编号为1的数据包较长，其占用信道的时间也较长，而编号为7的数据包较短，其占用信道的时间也较短，故当编号为7的数据包抵达该另一网络交换器12时，该编号为1的数据包尚占用信道进行传输，因此该另一网络交换器12必须同一中继线群中的各数据包均被接收后，才能逐一对其进行解码还原。故为保持数据包在传输上的完整性，一般的处理方式是将下一中继线群中的数据包，以前一中继线群中最长的数据包为基准，由该网络交换器11在同一时序进行发送，造成各信道中相邻数据包间产生传送上的时差Td，致使网络系统无法达到预期的传输速率。
此种网络交换系统在不同时序下传送各中继线群的数据包时，主要是利用该网络交换器11以数据流的各数据包的前端为定序起始，并在一中继线群的各数据包尾端分别插入一设定的时间间隙Ts，参阅图3所示，该另一网络交换器12根据该时间间隙TS，识别同一信道中不同中继线群的各数据包。但此一设计方式，由于在架设该网络交换系统时，该两个网络交换器11及12间是以信号线(如双绞线)进行连接，其所形成的各网络信道(channel)20上，常因信号线的长度配设不一，极易产生不同的数据传播时延(propagation delay)，令该另一网络交换器12无法准确判断出该时间间隙Ts，进而造成网络系统无法准确排序数据包，使得所接收的数据包无法达成即时的一致性，从而要求上层软件层具备排序功能，否则无法确保中继线数据流中各数据包的顺序性，进而造成在数据包的辨识及传输上的错误。
本发明的主要目的是鉴于前述传统网络交换系统在传送中继线数据包时所存在的诸多缺失，提供一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法。
本发明的一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法，是在一网络交换系统中两个对应连接的网络交换器上分别设置一计数器，通过该计数器分别计算从一网络交换器发送一标记包直至其收到由另一网络交换器传来的一确认接收中继线数据包的标记包(mark)所需的时间Ti，以及从该另一网络交换器在收到该标记包及中继线数据包直至其产生该确认收到中继线数据包的标记包所需的时间Tt，并令该另一网络交换器在将该确认收到的标记包传送至该网络交换器时，将该时间值Tt附加记录于该确认收到的标记包中，该网络交换器收到该确认收到的标记包后，可通过读取该时间值Tt，再依公式Tx＝(Ti-Tt)/2，计算出该两个网络交换器间各网络信道对该中继线数据包造成的时延Tx，以在该网络交换器对所收到的中继线数据包进行编码时，能针对传播时延(propagation delay)进行校正，以准确判断出同一网络信道中各数据包间的时间间隙，正确将该中继线数据包还原成数据流，完成数据包的传输工作。
本发明的效果是：通过在一网络交换系统中两个对应连接的网络交换器上分别设置一计数器有效解决网络装置间因使用不同长度的信号线导致的网络中继线(trunk)群中数据包传播时延(propagation delay)的问题，以确保数据流的中继线数据包顺序达成即时的一致性。
对附图的简单说明：
图1所示为传统网络交换系统的构成示意图；
图2所示为传统网络交换系统中各中继线群的数据包在各信道中的传输时序图；
图3所示为另一传统网络交换系统中各中继线群的数据包在各信道中的传输时序图；
图4所示为本发明的网络交换系统中数据包在各信道中传输时的时序状态示意图；
下面结合附图对本发明进行详细说明。
现今应用连线集总技术的网络交换系统中，一网络交换器11在通过其上各节点(node)，以中继方式发送一数据流(data stream)，将其中的数据包经由至少一以上网络线路20(如双绞线)所形成的不同信道(channel)，传送至另一网络交换器12相对的各节点时，该网络交换器11上各该节点(node)所设的一的发送逻辑111(transmitter)，参阅图1所示，必须根据IEEE 802.3ad的规定，先发送一特殊规格的标记包(marker)，如表1所示，其为根据IEEE 802.3ad的规定所发送的特殊规格的标记包(marker)。
该标记包通过各该网络线路20，被传送于另一网络交换器12上相对各节点所设的一接收逻辑121(receiver)，令该接收逻辑121接收传来的数据包。完成接收该数据流(data stream)数据包后，该另一网络交换器12上的各节点，将通过其上所设的一发送逻辑122(transmitter)，根据IEEE 802.3ad的规定，发送另一标记包(acknowledgement marker)，并通过各该网络线路20将其传送至该网络交换器11上相对各节点所设的一接收逻辑112(receiver)，通知已完成该数据流数据包的接收。
由于，IEEE 802.3ad法规对在网络系统中传送的各中继线数据包，规定在其传送及接收的过程中，两个对应连接的网络交换器11、12必需通过其上的发送逻辑(transmitter)及接收逻辑(receiver)分别产生的一标记包及一确认收到的标记包(acknowledgement marker)以进行数据流的数据包的传送及接收。在此沟通过程中，参阅图4所示，由于该两个网络交换器11、12发送及接收同一数据流的数据包时，所需的时间Tt是相同，该两个网络表1：
标记PDU(Marker PDU) 八位(Octets) 标记应答PDU(Marker Response PDU)
交换器11、12所产生的标记包(marker)，自一网络交换器通过各该网络线路20被传送至另一网络交换器时所需的时间Tx也是相同，故各该网络线路20对数据流数据包所造成的时延Tx，即可由下列公式算得：Tx＝(Ti-Tt)/2，其中Ti表示从一网络交换器发送一标记包直至其收到由另一网络交换器传来的一确认收到的标记包所需的时间。
| 目的地址(Destination Address) | 6 | 目的地址(Destination Address) |
| 源地址(Source Address) | 6 | 源地址(Source Address) |
| 长度/类型(Length/Type) | 2 | 长度/类型(Length/Type) |
| 子类型＝标记(Subtype＝Marker) | 1 | 子类型＝标记(Subtype＝Marker) |
| 版本号(Verslon Number) | 1 | 版本号(Verslon Number) |
| TLV.类型＝标记信息(TLV.type＝Marker Information) | 1 | TLV.类型＝标记应答信息(TLV.type＝Marker Response Information) |
| 标记.信息.长度＝16(Marker.Information.Length＝16) | 1 | 标记.应答.信息.长度＝16(Marker.Response.Information.Length＝16) |
| 请求.端口(Requester.Port) | 2 | 请求.端口(Requester.Port) |
| 请求.系统(Requester.System) | 6 | 请求.系统(Requester.System) |
| 请求.交易.ID(Requester.Transaction.ID) | 4 | 请求.交易.ID(Requester.Transaction.ID) |
| 衰减＝0(Pad＝0) | 2 | 衰减＝0(Pad＝0) |
| TLV.类型＝终接器(TLV.type＝Terminator) | 1 | TLV.类型＝终接器(TLV.type＝Terminator) |
| 终接器.长度＝φ(Terminator.Length＝φ) | 1 | 终接器.长度＝0(Terminator.Length＝0) |
| 1 | ||
| 时钟.计数器＝0(Clock.Counter＝0) | 2 | 时钟.计数器＝n(Clock.Counter＝n) |
| 保留(RESERVED) | 88 | 保留(RESERVED) |
| 帧校验序列(FCS) | 4 | 帧校验序列(FCS) |
本发明利用此一概念，在各该网络交换器11、12上分别设置一计数器(counter)，通过该计数器分别计算从该网络交换器11在发送该标记包直至其收到由该另一网络交换器传来的该确认收到的标记包所需的时间Ti，以及从该另一网络交换器12在接收该标记包直至其产生该确认收到的标记包所需的时间Tt，并令该另一网络交换器12在将该确认收到的标记包传送至该网络交换器11时，将该时间值Tt附加记录于该确收到的标记包中，该网络交换器11接收到该确认收到的标记包后，可通过读取该时间值Tt，再依前述公式Tx＝(Ti-Tt)/2，计算出各该网络线路20对数据流的数据包所造成的时延Tx。
本发明再在该网络交换器11、12上分别设置一寄存器(register)，利用各该寄存器，记录该网络交换器11、12上每一节点n对应的线路20所造成的传播时延。令各该网络交换器11、12以各对应线路20的传播时延的最大值Tmax，作为内部传播时延校正的基准值，以根据该校正基准值再依下列公式：Ts(n)＝Tmax-Tx(n)，对每一节点n对应的线路20的传播时延Tx(n)，计算出传播时延的校正值Ts(n)，以在该另一网络交换器12对所接收的数据包逐一进行解码时，对传播时延进行校正，以准确地判断出同一信道中各数据包间的时间间隙Ts，正确还原成数据流，完成数据包的传输工作。
如此，当网络交换系统在处理不同时序下传送的各中继线群的数据包时，各该网络交换器即可根据所计算的各节点n对应的线路20的传播时延Tx(n)，准确辩识该时间间隙Ts，使得所接收的数据包能有效达成即时的一致性，并确保中继线数据流中各数据包的接收顺序性，令数据包在辨识及传输上，不致发生传输错误的问题。
Claims (6)
1、一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法，其特征在于该方法是在一网络交换系统中两个对应连接的网络交换器上分别设置一计数器，由该计数器分别计算一网络交换器在发送一标记包直至其收到由另一网络交换器传来的一确认收到中继线数据包的标记包所需的时间Ti，及该另一网络交换器在接收该标记包及中继线数据包直至其产生该确认收到中继线数据包的标记包所需的时间Tt，并令该另一网络交换器在将该确认收到标记包传送至该网络交换器时，将该时间值Tt附加记录于该确认收到的标记包中；该网络交换器接收到该确认收到的标记包后读取该时间值Tt，再依公式Tx＝(Ti-Tt)/2计算出该两个网络交换器间各网络信道对该中继线数据包所造成的时延Tx。
2、如权利要求1所述的一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法，其特征在于该网络交换器对所接收的中继线数据包进行解码时，能依据该时延Tx对各该网络信道上的传播时延进行校正，以准确判断出同一网络信道中各数据包间的时间间隙，正确将该中继线数据包还原成数据流。
3、如权利要求1所述的一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法，其特征在于该两个对应连接的网络交换器上每一节点n是通过其上的一发送逻辑及接收逻辑分别产生的一标记包及一确认收到的标记包，进行该对应节点间数据包的传送及接收。
4、如权利要求3所述的一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法，其特征在于该网络交换器上另分别设有一寄存器，利用各该寄存器记录该节点n对应的线路所造成的传播时延。
5、如权利要求4所述的一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法，其特征在于各该网络交换器是以各对应线路的传播时延的最大值Tmax，作为内部传播时延校正的基准值，根据该校正基准值再依下列公式：Ts(n)＝Tmax-Tx(n)，对每一节点n对应的线路的传播时延Tx(n)，计算出传播时延的校正值Ts(n)。
6、如权利要求5所述的一种自动校正网络中继线群中信号线传播时延的方法，其特征在于各该网络交换器对所接收的数据包逐一进行解码时，是依据该校正值Ts(n)，对每一节点n对应的线路所造成的传播时延进行校正，以准确判断出同一信道中各数据包间的时间间隙Ts，正确还原成数据流。
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| CN1729651B (zh) * | 2002-12-24 | 2010-05-05 | 英特尔公司 | 用于在无线网络之间中介的方法和系统 |
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