CN1505888A - 网络设备中的选择式数据帧丢失 - Google Patents

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Abstract

一种控制工作站(110)间数据帧传输的网络设备(180)，其执行准入控制过程，以降低该网络设备(180)拥塞。该网络设备(180)在其接收端口(205)上接收数据帧。当该网络设备(180)侦测到拥塞时，该网络设备(180)会予以许可准入控制并读取部分数据帧以决定包含在该数据帧中的数据性质。而后，该网络设备(180)会根据含在该数据帧中的数据性质决定是否丢失已收到的数据帧。该网络设备(180)也可以依照含在该数据帧中的数据性质定出与该数据帧相关的优先级，并且选择性地丢失数据帧。

Description

网络设备中的选择式数据帧丢失
技术领域
本发明关于网络通信，尤其关于网络设备中的准入控制(admissioncontrol)。
背景技术
计算机网络中，很多网络工作站一般通过传输介质相互连接。例如，以太网络802.3通常用于局域网(Local Area Network，LAN)架构，其中多个工作站连接以分享或贡献串行数据路径。这些工作站常与交换器或某些位于数据路径及连至该数据路径工作站之间的其它网络装置通信。该交换器一般控制数据通信并且包含接收和转发数据帧至其适当目标地的逻辑电路(logic)。
当所有连接到网络的工作站同时高速执行及传输数据时，交换器上的数据流量会变得繁重，因此，某些交换器侦测到拥塞状态后会丢失(drop)数据帧。如此，受到丢失的数据帧便无法送至预定目标地。传统交换器的一缺点在于交换器无法决定各数据帧的数据性质，而任意地丢失该数据帧。
发明内容
网络设备中存在一种当拥塞状况产生时须选择性地丢失数据帧的机理的需求。本发明满足这些和别的需求，其中一多端口装置接收数据帧并识别出包括在该数据帧中的数据类型。然后该多端口装置会根据多端口装置的资源有效性以及数据帧中的数据类型来决定是否要对已收到的数据帧执行准入控制。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种控制工作站间数据帧通信的网络设备。该网络设备包含经配置以从工作站接收数据帧的多个接收端口。该网络设备也包含数据帧处理逻辑电路，其决定是否予以准入控制。该数据帧处理逻辑电路也会依照是否许可准入控制以及已接到的数据帧信息来决定是否要丢失已经收到的数据帧。
根据本发明的另一方面，其提供一种在网络设备中控制工作站间数据帧通信的方法。该方法包含从工作站接收数据帧并且决定是否第一个接收数据帧与建立于第一个装置与第二个装置间连接的关联。该方法也包含当该第一个数据帧与建立的丢失性关联时，该第一数据帧丢失。
本发明其它的优点及特征，参照以下技术内容的详细说明会更加清楚。实施例及附图显示本发明实施时的最佳模式，本发明也可在未脱离本发明范围下在各个方面进行修饰，因此附图被视为说明本发明的本质而非以此为限。
附图简单说明
各附图都有指代号，其中相同的指代数字代表相同的组件。
图1是一个示例性系统的方框图，其中与本发明一致的方法和系统可被执行。
图2显示图1中多端口交换器的详细的方框图。
图3显示图2中与本发明实例一致的多端口交换器的详细的方框图；
图4显示与本发明实例一致的通信协议的示例性示意图；
图5至图7显示图4中的与本发明实例一致的报头(header)的细节示意图；以及
图8显示图2中多端口交换器执行的处理的流程示意图，其根据与本发明一致的示例性实施。
执行本发明的最佳模式
本发明将举例叙述诸如以太网络(IEEE 802.3)等交换式网络的封包交换器。然而很明显，本发明也可应用到其它封包交换系统，如以下所详述的，及其它一般类型的系统。
                    交换架构总结
图1是示例性系统的方框示意图，其中本发明一致的方法及系统可被实施。该例释系统可包含一诸如以太网络(IEEE 802.3)的封包交换式网络100。该封包交换式网络100可包含网络工作站110，变压器120，收发器130及140，网络节点150，主机160，外部存储器170及多端口交换器180。该网络工作站110可包含诸如具有不同配置的计算机的传统通信装置。例如该装置可以在每秒10兆位(Mb/s)或每秒100兆位的网络数据速率下发送及接收数据。
根据半双工或全双工以太网络协议，每个10/100兆位/秒网络工作站100均可以往来于多端口交换器180发送及接收数据。该以太网络协议ISO/IEC8802-3(1993版美国国家标准局/IEEE802.3标准)定义半双工介质接入机理，其允许所有工作站110以对等地接入网络信道。传输介质中的半双工环境内的流量无法辨识。故而，每个半双工工作站110可包含一使用具有碰撞侦测的载波感应多重接入(CSMA/CD)的以太网络接口卡来听取(listen)该传输介质流量。藉由感测传输介质中的接收载波的遗失来侦测侦测网络流量的消失。
当该传输介质上的接收载波停止以后，藉由等候预定量时间，其被称为封包间间隔(Interpacket Gap，IPG)时间段，要发送数据的任一工作站110可试图接入该信道。若多个工作站110连到相同链路，每一工作站110可试图在IPG时间段后传输数据以响应感测到的接收载波停止，这有可能导致碰撞。因此传输工作站110可以监控传输介质而确定是否由于另一工作站于同一时间同链路发送数据而产生碰撞。着侦测到碰撞，两工作站会终止传输，以等待随机时间量后再重行传输。
依照以太网络标准IEEE802.3u，该10/100兆位/秒网络工作站110以全双工型态运作发送及接收数据封包。该全双工环境提供了双向，点对点的通信链接，其能够同时传输和接收各链接组件间的数据封包(也即该10/100兆位/秒网络工作站110及相应的多端口交换器180)。
该变压器120可包含提供网络工作站110及收发器130间交流电耦合的磁变压器。该收发器130包含10/100兆位/秒物理层收发器，其分别由串行介质独立接口(SMII)或精简介质独立接口(RMII)而与多端口交换器180通信。每个收发器130可经配置以发送及接收介于该多端口交换器180及通过该SMII及RMII的四个以上网络工作站130的间的数据封包。由网络工作站110及其对应收发器130，该SMII/RMII得以同步通信及接收数据封包，以于足够的数据速度下执行运作。
该收发器140可包含一个或多个1000兆位/秒(也即1千吉位/秒)的物理层收发器，其高速网络传输介质提供节点间，如网络节点150间的通信。该网络节点150可包含一个或多个1千兆位/秒的网络节点，以于1千兆位/秒的网络速度下发送及接收数据封包。该网络节点150包含例如一服务器或一于高速骨架网络下的网关。
该主机160可包含一提供外部管理功能以控制多端口交换器180整体运作的计算机装置。该外部存储器170包含为多端口交换器180提供外部存储的同步静态随机存储器(SSRAMs)。每一外部存储器170包括电子器件工程联合协会(JEDEC)管线段(pipelined burst)或具有64位数据路径宽及17位地址路径宽的零总线转换(zero busturnaround，ZBT)同步静态随机存储器。该外部存储器170可作为64位字中128K的上下排组(upper and lower banks)进行寻址。该外部存储器170的大小优选为至少1兆字节，每一时脉周期都可管线传输数据。
该多端口交换器180依照适当传输协议，诸如以太网络协议，选择性地发送从网络工作站110或适当目标网络节点150接收到的数据封包。该多端口交换器180通过线路190可以级联到一起(通过线路190)以扩展该多端口交换器180的效能。
图2为根据本发明实例的多端口交换器180的详细示意图。该多端口交换器180可包含接收器205，传输器210，数据总线215，排程器(scheduler)220，数据流控制逻辑电路225，缓冲管理逻辑电路230，端口向量序列(PVQ)235，输出控制序列240，内部规则检验器(IRC)245，寄存器250，管理信息库(MIB)计数器255，主机接口260，外部存储器接口265，电可擦除只读存储器(EEPROM)接口270，发光二极管(LED)接口275，及测试行动联合组织(JTAG)接口280。
该接收器205可包含介质存储控制(MAC)模块和诸如先进先出(First in first out，FIFO)缓冲器的接收缓冲器。该接收模块包含输入端口，该输入端口可支持SMIIs，RMIIs，千兆位介质独立接口(GMIIs)，十位接口(TBIs)及具其它如图1的多端口交换器180扩充功能的私有接口。该扩充端口(EPs)可根据规定协议，用以传输数据于其它多端口交换器180间。该扩充端口可允许多个多端口交换器180级联以形成一骨干网络。每一接收模块可包含从网络工作站110和/或网络节点150接收数据封包以及储存对应接收先进先出封包的序列逻辑电路。该序列逻辑电路接着会发送部分封包至IRC245处理并通过该外部存储器接口265而于外部存储器170储存。
该传输器210可包含MAC模块及传输缓冲器，诸如FIFO缓冲器。该传输模块可包含支持SMIIs，RMIIs，GMIIs，TBIs及具其它如图1的多端口交换器180扩充私有接口的输出端口。每一传输模块包含去序列逻辑电路，其从外部存储器170获得封包并储存该封包于对应传输FIFOs。该传输模块可从相应的传输FIFOs读取数据封包，并传输该数据封包至网络工作站110和/或网络节点150。在与本发明一致的另一实例中，接收器205和传输器210的功能可由收发器来执行，其管理数据封包的接收及发送。
该数据总线215可包含一个或多个导通器(conductors)，其连接接收器205，传输器210，IRC245及外部存储器接口265。该排程器220可包含通过分别对接收器205及传输器210序列化逻辑电路及去序列化逻辑电路来控制外部存储器170的存储逻辑电路。该多端口交换器180经配置以作为无阻塞交换器运作，此处网络数据从线路速度各为10,100或1000兆位/秒的切换端口来接收及发送。因此，该排程器220可以由不同端口控制存储以最优化外部存储器170的带宽的使用。
该数据流控制逻辑电路225可包含结合缓冲器管理逻辑电路230、PVQ235及外部控制序列240以由传输器210控制封包传输。该数据流控制逻辑电路225可以控制传输器210以便传输器2l0基于数据流量以有效的方式输出封包。该缓冲管理逻辑电路230可包含监督多端口交换器180内存的使用的逻辑电路。例如，一旦数据封包被传输至其指定的输出端口，该缓冲管理逻辑电路230可管理帧指针的使用及其重新使用。帧指针确认储存在外部存储器170的数据帧位置，该外部存储器要求传输。
该PVQ235可包括获得指向输出控制序列240中的适当的输出序列的帧指针，该输出控制序列相应于输出端口以接收数据帧传输。用于多重副本(multicopy)帧，该PVQ235可以提供同一帧指针的多重副本复制至一个以上的输出序列。该输出控制序列240可包含对应于传输器210中每一传输模块的FIFO型输出序列。对具有不同优先级水平的帧，每个输出序列可包含具有多个优先级序列。例如，一高优先级序列可用于需要较低存储延迟的帧(例如多媒体应用的帧或管理帧)。储存于该FIFO型输出序列的帧指针可利用各个传输模块的去序列逻辑电路进行处理。而该去序列逻辑电路使用帧指针访问外部存储器以读取由帧指针指定的存储器位置上的数据帧。
该IRC245可包含一内部决策引擎，该内部决策引擎使得帧为接收器205接收的数据封包前传决定。该IRC245可监测(也即”窥探”)该数据总线215以决定帧指针值及部分数据帧，例如，已接收的封包的报头信息，其包括来源、目标及虚拟局域网络(VLAN)地址数据。IRC245利用该报头信息来决定哪个输出端口将输出储存于帧指针指定位置上数据帧。IRC245也确定一给定的数据帧将由单一端口(即单点播放)、多重端口(即多点播放)，全端口(即广播)或无端口(即丢弃)输出。
例如，每个数据帧可包含识别源地址及目标地址的报头。该IRC245可使用目标地址以识别输出数据帧的适当输出端口。该帧报头也包含VLAN地址信息，其随着传往一组网络工作站110中的一个或多个成员的信息而识别帧。IRC245可确定通过扩充端口应传输到另一多端口交换器180的数据帧。是故，该IRC245会决定暂时储存在外部存储器170中的帧是否应输出到单一输出端口、多重输出端口、无输出端口或另外多端口交换器180。
该IRC245可以发送描述符号的形式输出其发送的决定至的PVQ235。该发送描述符号可包端口矢量，例如优先级分类，其识别数据帧是否为高优先级或低优先级，以识别出应传输帧，输入端口号码或VLAN信息的每个输出端口。PVQ235可译码该发送描述符号以取得帧指针。该PVQ235接着提供帧指针至输出控制序列中的适当输出序列。
该IRC245也可实施层3过滤。例如，IRC245可检查每个接收的数据封包，最多可达到128个可编程化模式，并基于该结果处理该封包。该结果命令IRC丢失封包，发送封包至主机160，或指派用户优先级或区别服务密码点(DSCP)至封包。用户优先级与该DSCP独立映射成输出优先级分类。
该寄存器250包含主机接口260所使用的配置及状态寄存器。MIB计数器255可以MIB对象的形式，提供主机160所使用的统计网络信息。该主机接口260包含允许外部管理实体，诸如主机160的标准接口，以控制多端口交换器180的整体运作。主机接口260可在规定的寄存器空间内译码主机接入并与寄存器250往来读写，配置及状态信息。
该外部存储器接口265可包含允许外部存储器170接入的标准接口。该外部存储器接口265允许指定的时间间隔(由排程器220确定的)期间，在直接内存访问(DMA)处理中，外部存储器170中的封包数据的外部存储。与本发明一致的实行中，外部存储器接口265会在至少66兆赫兹，优选在100百万赫兹以上的频率下运作。
该EEPROM接口270可包含对另一个外部存储器，如EEPROM的标准接口。发光二极管接口275可包含对外部发光二极管逻辑电路的标准接口。该发光二极管接口275发送输入和输出端口条件的状态至外部发光二极管逻辑电路。该发光二极管逻辑电路可驱动人类可读式(human-readable)发光二极管显示组件。该JTAG接口280可包含对外部测试设备的标准接口，以允许例如在多端口交换器180上执行的边界扫描测试。
上述交换器架构提供在封包交换网络中的交换器运作概观。本发明的特征的更详细的说明如下述的多端口交换器180所具体体现。
网络设备中的选择性准入控制
本发明针对诸如多端口交换器180的网络设备准入控制机理。该多端口交换器180，与本发明一致，确定何时基于包含在接收的数据帧中的信息及多端口交换器180有效性信息执行准入控制过程。
图3显示多端口交换器180局部，与本发明实行一致，其中可执行选择性准入控制。参考图3，多端口交换器180包含接收器205，缓冲器管理逻辑电路230，外部存储器接口265及端口过滤逻辑电路300。
该接收器205包含相应于端口1到N的以310，312及314标示的MAC模块。每一MAC模块包含一个接收FIFO缓冲器和序列逻辑电路。比如，参考图3，MAC模块310包括一接收FIFO缓冲器，其标示为30A，和序列逻辑电路310B。其它MAC模块尚相似地包含接收FIFO缓冲器及序列逻辑电路。
该缓冲管理逻辑电路230可包含自由缓冲序列(FBQ)控制逻辑电路320及自由缓冲序列330。该FBQ330储存识别外部存储器170中位置的帧指针，外部存储器170可存储数据帧。该FBQ控制逻辑电路320，与本发明实行一致，当有效的FBQ330帧指针数下降到预设阀值以下时，激活多部交换器180的准入控制。在FBQ控制逻辑电路320激活准入控制前，留在FBQ330中的帧指针的具体数可基于用户要求而被设定，也可由用户程序化。也即，用户可以通过例如按照网络条件的主机接口260(图2)，在准入控制使能(enable)前将留在FBQ330中的特定帧指针号码进行程序化。
于与本发明一致的实施例中，该FBQ330包含两种分开的“水位标记”(也即阀值)。每一种水位标记皆对应留在FBQ330中的帧指针预定数。当FBQ330达到一特定水位标记，FBQ320侦测并传输准入控制信号给端口过滤逻辑电路300(以下有详细说明)。
该端口过滤逻辑电路300，与本发明实施例一致，决定与接收数据帧相关的优先级，且也决定包括在接收数据帧中的数据类型，以下有详细说明。当准入控制使能且端口过滤逻辑电路300识别出一数据帧为一定优先级及类型时，该端口过滤逻辑电路300可传递信号给适当的MAC模块以丢失该数据帧。
端口过滤逻辑电路300是作为接收器205的独立构件来说明的。本发明另一实施例将会被理解，该端口过滤逻辑电路300为接收器205的一部分。再另一替代实施例中，端口过滤逻辑电路300所执行的功能可以由另外的逻辑电路构件，诸如MAC模块各自的序列逻辑电路来执行。
于本发明的实施例中，该端口过滤逻辑电路300将数据帧分为的高优先级或低优先级数据帧。高优先级帧包含需要低接入延迟的帧，诸如送往管理设备或多媒体应用的帧。而低优先级帧则包含其它帧。
于本发明的替代实施例中，与数据帧有关的优先数目可大于二。例如，该端口过滤逻辑电路300可将帧识别为具有的三个水平优先级中的一个，如低(优先级)、中(优先级)及高(优先级)。在另一情况中，FBQ330中的水位标记数目可与优先级水平对应，在FBQ330中的水位标记数目可以为四。
而且在本发明的某些实施例中，多端口交换器180可接收具有优先级标识的数据帧。例如，一以太网络帧可包括一三位字段(field)，其代表八个水平的优先级之一。在这种情况下，端口过滤逻辑电路300可映射接收的优先级信息至相应的由多端口交换器180支持的优先级水平。例如，该端口过滤逻辑电路300可映射八个优先级水平至多端口交换器180的高或低优先级。可替换地，基于由多端口交换器180支持的优先级水平，该与接收的数据帧相关的八个优先级水平可被映射至多端口交换器180的三个或更多个优先级水平。
该端口过滤逻辑电路300也能识别包含在数据帧数据部分中的数据类型。例如，图4是通信协议400的示例性的示意图，其可被与本发明一致实施例中的网络工作站110和网络节点150使用。该通信协议400包含一应用层410，传输层420，网络层430及数据链接层440。该应用层410可包含几种应用或启动通信的程序。该应用层410可包含几种应用层协议，诸如信件协议，文件传输协议，远程访问协议，认证(authentication)协议，和名称解析的协议。该应用层410可以通过沿封包目标地址传输数据封包至传输层420而将数据412传送至网络100。
该传输层420可在封包的源地址及目标地址间建立虚拟线路、连接或通信端(socket)。该传输层420可按照相关的传输协议的规定附属一个报头422和尾标(tailer)424至封包上。传输层420沿目标地的互联网协议(IP)地址传送封包至网络层430。
该网络层430可接收来自传输层420的封包并通过将IP地址转换成物理地址，如MAC地址，和如果需要将封包分段成所需的大小，而为数据链接层440准备封包。网络层430可以根据相关协议的规定，通过将IP报头432及尾标434附属到来自传输层420的封包上而产生所谓“数据包(datagram)”的封包。网络层430传送数据包至数据链接层440。
该数据链接层440可包含数据链接协议，如以太网络，其对在网络100内可靠地移动数据负责。数据链接层440将数据包转换成自身格式，这可包含增加报头442，其包括来源及目标MAC地址，以及包括校验和的尾标444。
图5至7为与本发明一致的实施例中，分别表示报头422-442的详细示意图。如图5所示，报头422包含一来源端口字段，目标端口字段域，序列数字段，确认数字段，数据补偿字段，保留的字段，标志(flags)字段，窗口字段，校验和字段和紧急指针字段。该来源端口字段和目标端口字段包括用于识别数据封包来源和目标的数据。序列数字段包括用于确保封包在目标的顺序和传送的数据。确认数字段包括识别源地址期望从目标地址接收的下一个字节的数据的数据。
该数据补偿字段包含标识报头长度422的数据。该保留字段可于用于进一步的扩充。该标志字段可包含诸如紧急标志、确认标志、推动标志、重设标志、同步标志及完成标志等数种标志。该紧急标志指示在紧急指针字段内的数据是否有效。确认标志指示在确认数字段中的数据是否有效。该推动标志指示伴随数据是否应以加速的方式送到目标地的应用。该重设标志指示连接是否应要重设。而该同步(SYN)标志用于建立对序列数的初始认同。该完成(FIN)标志指示来源是否已经完成数据发送。
该窗口字段包含识别目标地可得到的储存未确认数据的空间的量。该校验和字段包含可涵盖报头422及数据412两者的校验和值。该紧急指针字段包含识别封包是否应比正常数据流优先级高的数据。
参考图6所示，该报头432包含版本字段、报头长度字段、服务类型字段，总长度字段，标识字段，标志字段，片段补偿字段、活时间(time to live)字段、协议字段，报头校验和字段，来源地址及目标地址。该版本字段包含所用协议的版本标识数据。该报头长度字段包含标识报头432长度的数据。该服务类型字段包含识别网络100供给该数据包的服务品质的数据。
该总长字段包含识别数据包(即报头422和432及数据412)长度的数据。该标识字段包含在目标地址重组分段的数据包的数据。该标志字段可包含标识例如数据包是否可分割的一或多个标志的数据。该片段补偿字段包含识别与原始发送的封包起始有关的起始点数据。
该活时间字段包含识别封包可于其上路由的中继段(hops)/链接次数的计数值。该协议字段包含识别传输协议(例如互联网控制信息协议(ICMP)，互联网群组管理协议(IGMP)，传输控制协议，或用户数据包协议(UDP))的类型，其将被用于目标地址数据包。该报头校验和字段包含涵盖报头432的校验和值。该来源及目标地址字段分别包含来源和目标地址，如互联网地址。
参考图7所示，该报头442包含目标地址字段，来源地址字段及类型/长度码字段。本发明的实施例中，该来源及目标地址字段分别包含来源及目标的以太网络地址。该类型/长度码字段包含识别用于连接来源及目标的数据链接协议的数据，且也包含识别数据帧的长度数据。如前所述，报头442也可包含指示与该数据帧相关优先级的优先级字段。此外，该报头442可包含虚拟局域网(VLAN)信息。
该端口过滤逻辑电路300可基于包含在收到的数据帧的负荷部分(payload portion)的信息来识别该数据帧类型。应该明白的是数据帧负荷部分包括报头422及432，数据412及尾标424与434(图4)。例如，该数据帧的负荷部分可包含与传输控制协议(TCP)对话(session)相关的信息。在示例性TCP对话中，于两设备间，如两网络工作站110间或网络工作站110与网络节点150间数据会话可分成三种类型的封包：(1)设定封包；(2)数据封包；及(3)断开链接封包。设定封包在TCP报头的SYN标志建立时予以识别。换言之，报头422(图4)标志字段中SYN标志的设定指示封包的负荷部分与建立两设备间连接有关。一般情况下，诸如网络工作站110的来源设备先发送一个设定封包，其包括一个初始序列数(ISN_CLIENT)。该序列数识别数据流中的特定数据。而该目标装置，诸如网络节点150，一般回送确认封包至来源以确认客户的序列号，并且包括服务器的初始序列数(ISN_SERVER)。而后该来源设备可响应该封包，其确认所识别的服务器序列数。
这些设定封包建立起连接以后，一个或多个封包会紧随两设备间的实际数据会话。而断开链接封包紧随数据封包，且可于TCP报头的FIN标志被设定时被识别。换言之，报头422标志字段内设定的FIN标志会指示来源已经完成发送数据并且有效地结束该TCP会话。
该端口过滤逻辑电路300，与本发明一致，可按照报头422标志字段中的SYN标志值来识别设定封包。当如以下详述的拥塞情况发生时，该端口过滤逻辑电路300可选择性地丢失设定封包。
图8与本发明实施例一致的，多端口交换器180处理的示意图。处理可于网络100(图1)启动时开始。假定网络工作站110传输数据帧以及多端口交换器180接收该数据帧(步骤810)。例如，假定MAC模块310接收数据帧。这种情况下，接收FIFO缓冲器310A会储存该数据帧(步骤820)。
该端口过滤逻辑电路300检查部分接收的数据帧并且决定与该接收数据帧有关的优先级(步骤830)。在本发明的一个实施例中，当数据帧被储存到接收FIFO缓冲器310A时，端口过滤逻辑电路300检查接收的数据帧的报头(即图4的报头442)。
如前所述，该端口过滤逻辑电路300可按照帧类型或帧目标识别优先级。例如，多媒体应用的数据帧或送往管理设备的数据帧可设计成高优先级帧。所有其它数据帧可设计成低或常态优先级帧。替代地，该端口过滤逻辑电路300可按照任何别的标准，如特定用户要求识别优先级。于另一实施例中，该端口过滤逻辑电路300，如前所述，可按照用数据帧传输的优先级数据来识别该优先级。此情形下，该端口过滤逻辑电路300可将接收的优先级信息映射到多端口交换器180支持的对应优先级水平。
无论如何，除了识别与数据帧有关的优先级，端口过滤帧300决定包含在数据帧负荷部分的数据类别(步骤840)。例如，端口过滤逻辑电路300可决定数据帧是否与建立与其它设备的新连接有关。如前所述，以太网络帧包含在其负荷部分，TCP封包所用的报头(如图5报头422)，其将相应的数据(如图4的数据412)识别为一个设定封包，其涉及设定TCP会话，如同步序列数。这种情况下，报头422标志字段中的SYN标志可被设定。应该注意当该封包与设备间的确认序列数相关时，该报头422标志字段的确认标志也可以设定。
假定该端口过滤逻辑电路300将数据识别为设定封包(如STN标志被设定)。这种情况下，端口过滤逻辑电路300接着可以决定是否准入控制被使能(步骤850)。于实施例中，该端口过滤逻辑电路300会按照来自FBQ控制逻辑电路320的信号是否被确认决定准入控制是否被使能。例如，假定FBQ控制逻辑电路320确定FBQ330中的可得到的帧指针数低于第一水位标记。这种情况下，FBQ控制逻辑电路320传输诸如ADMISSION_CONTROL_LOW的准入控制使能信号给端口过滤逻辑电路300。这指示出端口过滤逻辑电路300应对所选的低优先级数据帧执行准入控制过程。
若准入控制未被使能，该多端口交换器180会处理数据帧(步骤860)。也即，在上例中，序列逻辑电路310B访问FBQ330以取得识别外部存储器170位置的帧指针，并且传输储存在接收FIFO缓冲器310A中的数据帧及帧指针至外部存储器接口265。然后该外部存储器接口265会传输该数据帧至该帧指针所识别的外部存储器170的位置。接着该多端口交换器180会处理数据帧以产生帧发送信息，并从外部存储器170恢复数据帧并将其发送该数据帧预定目标。
若该端口过滤器逻辑电路300确定准入控制使能，该端口过滤逻辑电路300会决定是否要丢失该数据帧(步骤870)。于本发明的实施例中，该端口过滤逻辑电路300会按照数据帧的优先级以及所识别的该数据帧数据部分所包含的数据类型来决定是否要丢失该数据帧。例如，当端口过滤逻辑电路300识别数据帧具有低优先级并且该低优先级帧的准入控制使能时，该端口过滤逻辑电路300会丢失帧，其包含设定封包。通过丢失设定帧，该多端口交换器180允许与“较早”的TCP会话(即其中TCP会话的设定部份已经完成的会话)相关的数据传输完成，而不需丢失这些数据会话。
若在预定期间拥塞状况保持(如该FBQ330维持低于第一水位标记)时，该多端口交换器180会丢失所有低优先级的数据帧。然而，通过允许设定封包首先被丢失，该多端口交换器180可选择性地给予较早TCP会话完成的机会。此外，由于该设定封包已经丢失，目标设备不经过多端口交换器180回传确认设定封包至来源，且源设备不再发送该确认设定封包回至目标设备。此举可进一步降低该多端口交换器180的拥塞。
在一替代例中，该端口过滤逻辑电路300在准入控制使能时，可根据用户需求来决定其它优先级数据帧的丢失。例如，假定FBQ控制逻辑电路320决定FBQ330中可得到的低于第一水位标记的帧指针数。这种情况下，则FBQ控制逻辑电路320可传输一个准入控制使能信号，如ADMISSION_CONTROL_HIGH，至端口过滤逻辑电路300。这可指示出端口过滤逻辑电路300将丢失所有低优先级帧及选择的高优先级帧。也即，该端口过滤逻辑电路300识别包含在数据帧负荷部分的数据类别(步骤840)，进而决定是否要丢失高优先级的数据帧(步骤870)。例如，若该高优先级数据帧被识别为含有设定封包，该多端口交换器180会丢失该数据帧。然而，该多端口交换器180也可处理非设定封包的数据封包以使得一个存在的TCP会话得以完成。如前所述，通过丢失设定封包，由于确认封包及其它与建立TCP会话有关的封包将不被传输，因此多端口交换器180可进一步降低网络数据流量。再者，若拥塞状况持续，端口过滤逻辑电路300也可以丢失所有已接收的数据帧，包含高优先级数据帧。
综上所述，端口过滤逻辑电路300可按照FBQ330及数据帧包含的数据类别来决定丢失数据帧。端口过滤逻辑电路300可经配置以检查部分或所有数据帧以决定该数据帧类别。也即，在上例中，该端口过滤逻辑电路300可经配置以识别报头422中一个或多个标志状态来识别该数据封包的类别。
若该端口过滤逻辑电路300决定丢失数据帧，端口过滤逻辑电路300会传输一信号相应的MAC模块(步骤880)，该MAC模块接收数据帧。于上例中，该端口过滤逻辑电路300传输一信号给MAC模块310，以指示数据帧将被丢失。在实施例中，该端口过滤逻辑电路300可传输一信号给MAC模块以指示该数据帧为“小矮子”(即数据帧不完整或该数据帧中含有错误)，即使数据帧事实上不是小矮子。此情形下，该MAC模块可经配置以识别出一个小矮帧将被丢失。其优点在于简化MAC模块的逻辑电路，由于该MAC模块已经被配置以丢失被识别为小矮子的帧。替换地，该端口过滤逻辑电路300可传输任何其它信号(例如DROP_FRAME)来指示该数据帧将被丢失。
无论如何，MAC模块310从端口过滤逻辑电路300接收信号并且丢失数据帧(步骤890)。这种情况下，序列逻辑电路310B删除来自接收FIFO缓冲器310A的数据帧。其优点在于，该数据帧丢失于多端口交换器180“前端(front end)”(即处理过程的早期)，而无需占用该多端口交换器180的大量资源。例如，序列逻辑电路310B不能从FBQ330取得帧指针，也无法发送数据帧到外部存储器接口265。这节省相当量的、与获得帧指针然后返回帧指针至FBQ330相关的处理时间。总而言之，多端口交换器180停止所有与发送特定数据帧至其目标相关的处理。
执行选择性准入控制于网络设备中的设备及方法已清楚叙述。本发明一优点在于当准入控制使能时，该多端口交换器180能够选择性地丢失数据帧。本发明的另一优点在于该多端口交换器180可以于丢失与两设备间设定连接有关的数据帧，继而使较早会话有机会完成。本发明的又一优点在于该多端口交换器180可决定是否在数据帧处理的相对早期丢失接收的数据帧，这可使多端口交换器免于为数据帧使用资源，该数据帧随后将丢失，因此增加整体数据产能。
本发明只有优选的实施例和其少数多功用的例子在此处被揭示说明。须知本发明也能用在其它各种结合及环境，且可在此处所表达的本发明概念下所表现的范畴内进行修饰及变化。
例如，本发明主要叙述根据数据帧是否包含与两设备间TCP会话相关的设定封包来丢失数据封包。本发明也可适用在其它情况下，其中别的标准可被用以决定是否要丢失数据帧。也就是说，该端口过滤逻辑电路300可经配置以侦测任何其它与数据帧负荷部分相关的状态并依照用户需求丢失该数据帧。
此外，本发明也结合确定与数据帧相关的优先级，并决定依照数据帧的优先级是否丢失该数据帧，及该数据帧是否包含设定封包来说明。本发明也可用于这样的情形，其中数据帧的优先级不用来确定是否丢失该数据帧。也即，端口过滤逻辑电路300可以根据该数据封包是否含有设定封包及该FBQ330中帧指针的可得到性决定是否丢失该数据帧，而不考虑优先级与该数据帧间的关联。
最后，本发明主要叙述关于对应到低优先级及高优先级准入控制阈值的FBQ330中的第一与第二水位标记。然而可清楚了解本发明也可用于这样的情形，其中FBQ330包含任何数量的水位标记，如前所述。在此情况下，该多端口交换器180最初丢失具有相应于到达该FBQ330的水平的优先级的数据帧设定封包。换言之，若该FBQ具有四种水位标记且该第二水位标记对应数据帧的中低优先级，该多端口交换器180可能会丢失低中优先级数据帧，其包括设定封包信息。

Claims (12)

1.一种经配置以控制工作站(110)间数据帧的通信得网络设备(180)，该网络设备(180)包括多个经配置以接收来自工作站(110)的数据帧和数据帧处理逻辑电路(300)的接收端口(205)，该网络设备(180)特征在于：
该数据帧处理逻辑电路经配置以：
决定是否使能准入控制；以及
根据准入控制是否使能及包含在接收到的数据帧中的信息来决定是否丢失已收到的数据帧。
2.如权利要求1项的网络设备，其中，当确定是否丢失接收的数据帧之一时，该数据帧处理逻辑电路(300)经配置：
以识别是否一个数据帧和设定一第一设备和一第二设备间的连接相关，以及
当一个数据帧和设定一第一设备和一第二设备间的连接相关时，丢失一个数据帧。
3.如权利要求2所述的网络设备(180)，其中当识别是否一个数据帧和设定一第一设备和一第二设备间的连接相关，该数据帧处理逻辑电路(300)经配置以：
读取一数据帧的至少一部分以决定是否该数据帧包括一传输控制协议信息，其包括序列数信息。
4.如权利要求1所述的网络设备(180)，其中该数据帧处理逻辑电路(300)进一步经配置以：
决定一和一数据帧相关的优先级，且当确定是否丢失一个接收的数据帧时，该数据帧处理逻辑电路(300)进一步经配置以：
确定是否基于一数据帧的优先级丢失该数据帧。
5.如权利要求1所述的网络设备(180)，还包括：
经配置以存储相应于一外部存储器(170)中的位置的地址指针的缓冲器(330)，该外部存储器(170)可用于存储数据帧；以及
缓冲器控制逻辑电路(320)经配置：
侦测何时缓冲器(330)中一定量的地址指针到达一第一阈值，以及
传输一信号至数据帧处理逻辑电路(300)，以响应该第一阈值，从而指示出准入控制为相应于第一优先级的数据帧使能。
6.如权利要求1所述的网络设备(180)，其中，决定是否丢失一已接收数据帧时，该数据帧处理逻辑电路(300)经配置以：
侦测数据帧是否包含传输控制协议报头，其中设定同步标志，以及
在同步标志设定时，从接收缓冲器中删除一个数据帧。
7.在一种控制工作站(110)间的数据帧通信的网络设备(180)中，一种方法，其包括：
接收来自工作站(110)的数据帧；
确定第一数据帧与第一设备及第二设备间连接的建立在是否关联；以及
当该第一数据帧与该连接的建立关联时，丢失该第一数据帧。
8.如权利要求7所述的方法，其中该决定包含：
侦测该第一数据帧是否包含传输控制协议信息，其中同步标志被设定。
9.如权利要求7所述的方法，还包括：
决定与该第一数据帧关联的优先级；以及
基于该第一数据帧的优先级，当该第一数据帧与该连接的建立关联时，决定是否丢失该第一数据帧。
10.如权利要求7所述的方法，还包括：
决定与处理数据帧关联的资源是否低于第一阀值；以及
基于该资源是否低于该第一阀值，当该第一数据帧与该连接的建立关联时，决定是否丢失该第一数据帧。
11.如权利要求7所述的方法，还包括：
当多个地址指针到达第一阀值时，侦测对应于用以储存已接收数据帧的外部存储器中位置的该地址指针；
当侦测到该第一阀值时，为该具有第一优先级的数据帧激活准入控制；
决定与该第一数据帧关联的优先级；以及
基于该第一数据帧的优先级是否对应该第一优先级，当该第一数据帧与该连接的建立关联时，决定是否丢失该第一数据帧。
12.一种经配置以控制网络(100)中数据帧通信的网络设备(180)，其包括：
多个经配置以接收数据帧的接收端口(205)；以及
经配置的处理逻辑电路(300)以：
侦测与处理数据帧有关的拥塞状况，
确定数据帧是否与建立两设备间的连接关联，以及
至少部分基于该数据帧与两设备间的连接的建立是否关联来决定是否丢失该数据帧。
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