CN1694435A - 帧到信元的通信量调度 - Google Patents

Abstract

例如接入复用器的网络单元包括用于调度帧到信元的通信量的调度单元。通过使每个输出接口上的分段部分中的信元的缓存与将被使用的所述输出接口的虚连接无关，从而不再需要每个虚连接具有一个缓存。因此，需要较少的缓存，转发部分中的信元调度可以变得较简单，并且不再需要接收部分中彼此不同的帧调度器。可以在更大的范围上迁徙根据本发明的网络单元。所述帧包括以太网帧，并且所述信元包括异步/非异步转移模式信元。接收部分包括较少的队列，并且转发部分变得较简单。每个输出接口的虚连接数量不再由缓存的数量所限定。

Description

帧到信元的通信量调度

技术领域

本发明涉及包括调度(scheduling)单元的网络单元，所述调度单元用于调度帧到信元的通信量，所述调度单元包括：

-接收部分，用于接收来自于输入接口的至少两种不同类型的帧，并且用于缓存所述帧；

-分割(segmenting)部分，用于缓存由一个所缓存的帧的分割(segmentation)所产生的一个或多个信元，以及

-转发部分，用于将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接的输出接口。

所述网络单元例如包括接入复用器，例如数字用户线接入复用器等。

背景技术

现有技术的网络单元是众所周知的。其接收部分接收不同类型的帧，例如第一帧长度的第一帧和不同的第二长度的不同的第二帧，所述帧都需要被分割成信元，所述信元具有不同于所述帧长度的信元长度。由服务质量参数来定义所述帧和信元。在其分割部分和其转发部分中，所述第一帧例如需要被分割成信元，以及在第一预定义的分组时延最大值之内并以第一预定义的分组损失最大值而被转发，并且，第二帧例如需要被分割成信元，以及在不同的第二预定义的分组时延最大值之内并以不同的第二预定义的分组损失最大值而被转发。另外，现有技术的网络单元例如包括每个虚连接一个缓存。换言之，所述信元的缓存与将被使用的虚连接相关联：根据将被使用的虚连接来选择分割部分中的缓存。所述缓存中所缓存的信元仅可以被提供给与所述缓存相应的虚连接。

所述已知网络单元的缺点尤其是由于这样的事实，即，其在转发部分中需要复杂的信元调度器并且在接收部分中需要彼此不同的帧调度器：例如，在输出接口(的虚连接)是基于异步转移模式的情况下，通过转发部分中的信元调度器来进行最相关的调度。例如，在输出接口(的虚连接)是基于非异步转移模式(non-asynchronous transfer mode)的情况下，通过接收部分中的帧调度器来进行最相关的调度。因此，换言之，所述已知网络单元是相对非迁徙的(unmigrated)。

发明内容

本发明的目的尤其是提供如序言所定义的网络单元，所述网络单元是相对迁徙的(migrated)。

根据本发明的网络单元的特征在于，对所述一个或多个信元的缓存的执行与将被使用的虚连接无关。

通过使所述一个或多个信元(对于至少一个输出接口)的缓存与所述将被使用的(所述输出接口的)虚连接无关，从而不再需要每个虚连接有一个缓存。因此，在分割部分中，需要较少的缓存，在转发部分中，信元调度可以变得更简单，并且在接收部分中不再需要彼此不同的帧调度器，仅一种帧调度器就将是足够的。这些极具优势，并且根据本发明的网络单元可以在更大的范围上被迁徙。当然，与所述转发无关地来进行所述一个或多个信元的缓存可能需要所述接收部分中的队列和所述分割部分中的缓存之间的某种静态绑定。在所述分割部分中，通常针对每个分割缓存来进行由一个所缓存的帧的分割所产生的所述一个或多个信元的缓存。

所述输入接口可以包括一个或多个输入接口。所述帧例如包括以太网服务质量帧，并且所述信元例如包括异步转移模式的服务质量信元或者非异步转移模式的服务质量信元。不排除其它种类的帧，例如帧中继的帧、Internet协议包和多路径标签交换包。另外的优点是：在所述接收部分中的较少的队列，在所述转发部分中的较小的实现难度，网络处理器中所消耗的较少的周期和资源，帧调度被保持在所述相同的帧级别上，以及这样的一个且相同的实现方式，所述实现方式用于被耦合到所述输出接口上的基于异步转移模式和非异步转移模式的线路，例如数字用户线路。由于就所述将被使用的虚连接而把所述信元缓存决定与所述转发决定相分离，因此，每条线路上的虚连接的数量不再由分割缓存的数量所限定。

根据本发明的网络单元的实施例的特征在于：所述分割部分包括许多缓存，每个缓存用于对由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元进行缓存，用于输出接口的所述缓存数量小于所述输出接口的虚连接数量，所述虚连接数量包括两个或多个虚连接。

例如，在所述分割部分中的两个缓存，例如高优先级的缓存和低优先级的缓存，足够允许三个或更多的虚连接被使用。每个缓存保存由一个帧的分割所产生的一个或多个信元。所述高优先级的缓存例如与所述接收部分中的所述帧调度器的所述高优先级队列相关联，然后，所述接收部分中的所述帧调度器的所有其它队列与所述低优先级的缓存相关联。在满足服务质量目标的需求的同时，所述简化和关联很大程度上减小了实现的复杂度。

根据本发明的网络单元的实施例的特征在于：

-所述接收部分包括用于调度帧的帧调度器；以及

-所述转发部分包括用于调度信元的信元调度器。

如上所述，对于不同种类的信元通信业务，所述帧调度器不再需要是不同的，并且所述信元调度器可以具有最低的复杂度。

根据本发明的网络单元的实施例的特征在于：

-所述接收部分包括用于调度第一和第二所缓存的帧的第一帧调度器和用于调度第三和第四所缓存的帧的第二帧调度器；

-所述分割部分包括两个缓存，每个缓存用于缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，第一缓存被耦合到所述第一帧调度器上，并且第二缓存被耦合到所述第二帧调度器上；并且

-所述转发部分包括用于调度所缓存的信元的信元调度器，所述信元调度器的一侧被耦合到所述缓存上，并且所述信元调度器的另一侧被耦合到所述输出接口上。

在所述情况下，所述第一和第二帧由所述第一调度器所调度，而所述第三和第四帧由所述第二调度器所调度，其中，所述第一缓存对由一个来自于所述第一调度器的所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元进行缓存，并且所述第二缓存对由一个来自于所述第二调度器的所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元进行缓存。所述实施例的优点在于：在接收部分中，所述第一和第二帧与所述第三和第四帧相分离。当然，对于所述输出接口中的一个而言，所述两个缓存是可以获得的，对于另一个输出接口而言，两个其它缓存可能是可获得的或者是不可获得的。

根据本发明的网络单元的实施例的特征在于：至少一个帧调度器包括帧交织器，并且所述信元调度器包括信元交织器，由此，在两个缓存包括去往同一虚连接的信元的情况下，所述信元交织器被支配起作用(overruled)。

所述信元交织的优点使得抖动小，而同时对所有类型的通信业务满足服务质量的需要(仅某些类型的对话应用需要在典型的低速链路上的信元交织)。当然，对于信元交织，仅一个高优先级的虚连接被支持。帧交织器和信元交织器是在现有技术中普通的现有技术的交织器。在下一帧可以在同一虚连接上继续其信元发送之前，所述第一信元所发送的帧会将其所有信元发送出去。这是为了在重组缓存所位于的另一端上保持帧的完整性。

根据本发明的网络单元的实施例的特征在于：所述至少两种不同类型的帧包括语音帧和/或视频帧和/或受控负载(controlled load)帧和/或尽力而为(best effort)帧。

对于语音和视频会议，语音和视频帧需要信元交织。语音帧需要最高的服务质量，视频帧需要较低的服务质量，受控负载帧需要比所述视频帧低的服务质量，以及尽力而为帧需要所述帧的组中的最低服务质量。

本发明还涉及用于在网络单元中调度帧到信元的通信量的调度单元，所述调度单元包括：

-接收部分，用于接收来自于输入接口的至少两种不同类型的帧，并且用于缓存所述帧；

-分割部分，用于缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-转发部分，用于将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接的输出接口。

根据本发明的调度单元的特征在于：对所述一个或多个信元的缓存的执行与将被使用的虚连接无关。

本发明还涉及用于在调度单元中缓存信元的分割部分，所述调度单元用于在网络单元中调度帧到信元的通信量，所述调度单元包括：

-接收部分，用于接收来自于输入接口的至少两种不同类型的帧，并且用于缓存所述帧；

-分割部分，用于缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-转发部分，用于将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接的输出接口。

根据本发明的分割部分的特征在于：对所述一个或多个信元的缓存的执行与将被使用的虚连接无关。

本发明还涉及用于在网络单元中调度帧到信元的通信量的方法，所述方法包括以下步骤：

-接收来自于输入接口的至少两种不同类型的帧，并且缓存所述帧；

-缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接的输出接口。

根据本发明的方法的特征在于：与将被使用的虚连接无关地来进行所述一个或多个信元的缓存。

本发明还涉及用于在网络单元中调度帧到信元的通信量的处理器程序产品，所述处理器程序产品包括以下功能：

-接收来自于输入接口的至少两种不同类型的帧，并且缓存所述帧；

-缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接的输出接口。

根据本发明的处理器程序产品的特征在于：与将被使用的虚连接无关地来进行所述一个或多个信元的缓存。

根据本发明的调度单元的实施例和根据本发明的分割部分的实施例和根据本发明的方法的实施例和根据本发明的处理器程序产品的实施例与根据本发明的网络单元的实施例相对应。

US 5793747、US 5835494、US 6014367、US 6272109、US 6434160和US 6556571公开了(帧和/或信元的)调度技术。US 6430154公开了基于编码点来选择虚连接的方式，桥接信息定义了输出帧所使用的虚连接。这些现有技术文档既没有公开也没有指出这样的用法，即，就所述将被使用的虚连接而把所述信元缓存决定与所述转发决定相分离。

本发明尤其是基于这样的观点的，即，现有技术的信元缓存取决于将被使用的现有技术的虚连接，并且本发明尤其是基于这样的基本思想的，即，所述信元缓存可以与将被使用的虚连接无关地被执行。

本发明尤其解决了所述问题，以提供如序言中所定义的可以相对迁徙的网络单元，并且其优点尤其在于：所述网络单元包括较少的部件，并且具有较低的复杂度以及更广泛的适用性。

附图说明

参考此后描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得明显并得到说明。

图1图形地显示了第一现有技术网络单元；

图2图形地显示了第二现有技术网络单元；以及

图3图形地显示了根据本发明的网络单元，其包括根据本发明的调度单元，根据本发明的所述调度单元包括根据本发明的分割部分。

具体实施方式

图1中所示的第一现有技术网络单元100包括输入接口105(包括一个或多个输入接口)、接收部分102、分割部分103、转发部分104和输出接口106、107、108。接收部分102例如包括3个队列121、122、123，每个队列用于存储来自于输入接口105的几个帧。每个队列121、122和123存储不同质量的帧，所述质量例如是分组时延要求和/或分组损失要求等。分割部分103包括每个输出接口106、107、108三个缓存131、132、133，每个缓存被耦合到接收部分102中的相应队列121、122、123上，并且每个缓存用于存储由一个三缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元。信元通常具有小于所述帧的帧长度的信元长度。转发部分104包括现有技术的信元调度器141，用于调度来自于分割部分103的信元。每个信元被提供给输出接口107的虚连接171、172、173中的一个。同样地，对于其它输出接口106(108)，在所述其它输出接口106(108)也包括三个没有显示的虚连接等的情况下，所述分割部分103将会包括三个没有显示的其它缓存。

图2中所示的第二现有技术网络单元200包括输入接口205(包括一个或多个输入接口)、接收部分202、分割部分203、转发部分204和输出接口206、207、208。接收部分202例如包括三个队列221、222、223，每个队列用于存储来自于输入接口205的几个帧，并且所有队列都被耦合到帧调度器227上，所述接收部分202例如包括三个队列224、225、226，每个队列用于存储来自于输入接口205的几个帧，并且所有队列都被耦合到帧调度器228上。每个队列221(224)、222(225)、223(226)存储不同质量的帧，所述质量例如是分组时延要求和/或分组损失要求等。所述分割部分203包括每个输出接口206、207、208三个个缓存231、232、233。缓存231被耦合到帧调度器227上，缓存232被耦合到没有显示的帧调度器上，缓存233被耦合到帧调度器228上。缓存231、232、233每个都存储由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元。所述信元通常具有小于所述帧的帧长度的信元长度。所述转发部分204包括现有技术的信元调度器241，用于调度来自于分割部分203的信元。每个信元被提供给输出接口207的虚连接271、272、273中的一个。同样地，对于其它输出接口206(208)，在所述其它输出接口206(208)也包括三个没有显示的虚连接等的情况下，所述分割部分203将会包括三个没有显示的其它缓存。

在图1和2中，在所述一个或多个信元被缓存到分割部分103、203中之前，一个缓存131、132、133、231、232、233被选择。所述选择定义了将被使用的虚连接171、172、173、271、272、273。因此，需要所述转发部分104、204中的相当复杂的信元调度器141、241和所述接收部分202中彼此不同的帧调度器227、228。所述已知的网络单元100、200是相对非迁徙地。

图3中所示的根据本发明的相对迁徙的网络单元1包括输入接口5(包括一个或多个输入接口)、接收部分2、根据本发明的分割部分3、转发部分4和输出接口6、7、8。接收部分2、根据本发明的分割部分3和转发部分4一起构成了根据本发明的调度单元2、3、4。所述接收部分2例如包括二个队列21、22，每个队列用于存储来自于输入接口5的几个帧，且所有队列都被耦合到帧调度器25上，并且所述接收部分2例如包括二个队列23、24，每个队列用于存储来自于输入接口5的几个帧，且所有队列都被耦合到帧调度器26上。每个队列21、22、23、24存储不同质量的帧，所述质量例如是分组时延要求和/或分组损失要求等。分割部分3包括每个输出接口6、7、8二个缓存31、32。缓存31被耦合到帧调度器25上，缓存32耦合到帧调度器26上。所述缓存31、32每个存储由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元。所述信元通常具有小于所述帧的帧长度的信元长度。所述转发部分4包括信元调度器41，用于调度来自于分割部分3的信元。每个信元被提供给输出接口7的虚连接71、72、73中的一个。同样地，对于其它输出接口6(8)，在所述其它输出接口6(8)也包括三个或更多没有显示的虚连接等的情况下，所述分割部分3将会包括二个没有显示的其它缓存。

因此，显而易见地，由于就所述将被使用的虚连接71、72、73而把所述信元缓存决定与所述转发决定相分离，因此，每个输出接口7(所述输出接口6、7、8例如包括数字用户线)的虚连接71、72、73的数目不再由缓存31、32的数目所限定。这是极具优势的。通过使所述信元缓存(用于至少一个输出接口6、7、8)与所述将被使用的虚连接71、72、73无关，不再需要每个虚连接71、72、73具有一个缓存31、32。因此，在分割部分3中，需要较少的缓存31、32，在转发部分4中，所述信元调度器41可以变得更简单，并且在接收部分2中，不再需要彼此不同的帧调度器，仅有一种帧调度器25、26就足够了。这些同样是极具优势的。

所述帧例如包括以太网服务质量帧，并且所述信元例如包括异步转移模式服务质量信元或者非异步转移模式服务质量信元。也不排除其它种类的帧，例如帧中继的帧、Internet协议包和多路径标签交换包。另外的优点是：在所述接收部分2中的较少的队列，在所述转发部分4中的较小的实现难度，网络处理器中所消耗的较少的周期和资源，帧调度被保持在所述相同的帧级别上，以及用于基于异步转移模式和非异步转移模式的输出接口6、7、8(例如包括数字用户线)的一个且相同的实现方式。

在根据本发明的分割部分3中，所述两个缓存31、32例如是高优先级的缓存31和低优先级的缓存32，并且它们足够允许三个或更多个虚连接71、72、73被使用。每个缓存31、32保存由至多一个帧的分割所产生的一个或多个信元。高优先级的缓存31与帧调度器25相关联，而低优先级的缓存32与帧调度器26相关联。可选地，但没有显示，高优先级缓存31例如与接收部分2中的帧调度器的高优先级队列相关联，于是，所述接收部分2中的帧调度器的所有其它队列与低优先级缓存32相关联。

帧调度器25、26中的至少一个包括帧交织器，并且所述信元调度器41包括信元交织器，由此，在两个缓存31、32都包括去往相同虚连接71、72、73的信元的情况下，所述信元交织器被支配起作用。所述信元交织的优点使得抖动小，而同时对所有类型的通信业务满足服务质量的需要(仅某些类型的交互式应用，例如电话或视频会议，需要信元交织)。当然，对于信元交织，仅一个高优先级的虚连接71被支持。帧交织器和信元交织器是在现有技术中普通的现有技术的交织器。在下一帧可以在同一虚连接上继续其信元发送之前，所述第一信元所发送的帧会将其所有信元发送出去。这是为了在重组缓存所位于的另一端上保持帧的完整性。为了实现所述支配，所述分割部分3包括控制器33，或者所述信元调度器41包括控制器42。所述控制器33、42检测缓存31、32中信元的存在及其目的地是虚连接71，所述控制器还判定：与缓存31是高优先级缓存而缓存32是低优先级缓存的事实相反，在缓存31中一个或多个信元被读出之前，缓存32中一个或多个信元将被完全地读出。队列21例如存储语音帧，队列22例如存储视频帧，队列23例如存储受控负载帧，以及队列24例如存储尽力而为帧。对于语音和视频会议，语音和视频帧需要信元交织。语音帧需要最高的服务质量，视频帧需要较低的服务质量，受控负载帧需要低于所述视频帧的服务质量，以及尽力而为帧需要所述帧的组中的最低的服务质量。服务质量例如包括分组时延和分组丢失要求。其它要求也不排除。

在例如“用于调度”、“用于接收”、“用于缓存”和“用于转发”等中的“用于”并不排除还同时或不同时地执行其它功能。“耦合到Y的X”和“X和Y之间的耦合”以及“耦合X和Y/耦合X和Y的”等并不排除在X和Y之间有元素Z。“P包括Q”和“包含Q的P”等并不排除还包括/包含元素R。“一”和“一个”并不排除一个或多个的可能存在。网络单元1的每个部分2、3、4可能包括硬件、软件和/或两者混合。接收、缓存和转发等的步骤/功能并不排除其它的步骤，例如尤其是针对图3所描述的步骤。根据本发明的处理器程序产品例如被存储在媒介上，并且可以然后直接从所述媒介中被取回或者通过网络间接从所述媒介中被取回。

Claims (10)

1.一种网络单元(1)，包括用于调度帧到信元的通信量的调度单元(2、3、4)，所述调度单元(2、3、4)包括：

-接收部分(2)，用于接收来自于输入接口(5)的至少两种不同类型的帧，并且用于缓存所述帧；

-分割部分(3)，用于缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-转发部分(4)，用于将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接(71、72、73)的输出接口(6、7、8)；

其特征在于，对所述一个或多个信元的缓存的执行与将被使用的所述虚连接(71、72、73)无关。

2.根据权利要求1的网络单元(1)，其特征在于，所述分割部分(3)包括多个缓存(31、32)，每个缓存用于缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，用于输出接口(6、7、8)的所述缓存(31、32)数目小于所述输出接口(6、7、8)的虚连接(71、72、73)数目，所述虚连接(71、72、73)的数目包括两个或多个虚连接(71、72、73)。

3.根据权利要求1或2的网络单元(1)，其特征在于，

-所述接收部分(2)包括用于调度所缓存的帧的帧调度器(25、26)；以及

-所述转发部分(4)包括用于调度所缓存的信元的信元调度器(41)。

4.根据权利要求1的网络单元(1)，其特征在于，

-所述接收部分(2)包括用于调度第一和第二所缓存的帧的第一帧调度器(25)，以及用于调度第三和第四所缓存的帧的第二帧调度器(26)；

-所述分割部分(3)包括两个缓存(31、32)，每个缓存用于缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，第一缓存(31)被耦合到所述第一帧调度器(25)上，并且第二缓存(32)被耦合到所述第二帧调度器(26)上；并且

-所述转发部分(4)包括用于调度所缓存的信元的信元调度器(41)，所述信元调度器(41)的一侧被耦合到所述缓存(31、32)上，并且所述信元调度器(41)的另一侧被耦合到所述输出接口(6、7、8)上。

5.根据权利要求3或4的网络单元(1)，其特征在于，至少一个帧调度器(25、26)包括帧交织器，并且所述信元调度器(41)包括信元交织器，由此，在两个缓存(31、32)都包括去往同一虚连接(71、72、73)的信元的情况下，所述信元交织器被支配起作用。

6.根据权利要求1的网络单元(1)，其特征在于，所述至少两种不同类型的帧包括语音帧和/或视频帧和/或受控负载帧和/或尽力而为帧。

7.用于在网络单元(1)中调度帧到信元的通信量的调度单元(2、3、4)，所述调度单元(2、3、4)包括：

-接收部分(2)，用于接收来自于输入接口(5)的至少两种不同类型的帧，并且用于缓存所述帧；

-分割部分(3)，用于缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-转发部分(4)，用于将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接(71、72、73)的输出接口(6、7、8)；

其特征在于，对所述一个或多个信元的缓存的执行与将被使用的所述虚连接(71、72、73)无关。

8.  用于在调度单元(2、3、4)中缓存信元的分割部分(3)，所述调度单元(2、3、4)用于在网络单元(1)中调度帧到信元的通信量，所述调度单元(2、3、4)包括：

-接收部分(2)，用于接收来自于输入接口(5)的至少两种不同类型的帧，并且用于缓存所述帧；

-分割部分(3)，用于缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-转发部分(4)，用于将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接(71、72、73)的输出接口(6、7、8)；

其特征在于，对所述一个或多个信元的缓存的执行与将被使用的所述虚连接(71、72、73)无关。

9.用于在网络单元(1)中调度帧到信元的通信量的方法，所述方法包括以下步骤：

-接收来自于输入接口(5)的至少两种不同类型的帧，并且缓存所述帧；

-缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接(71、72、73)的输出接口(6、7、8)；

其特征在于，与将被使用的虚连接(71、72、73)无关地来进行所述一个或多个信元的缓存。

10.用于在网络单元(1)中调度帧到信元的通信量的处理器程序产品，所述处理器程序产品包括以下功能：

-接收来自于输入接口(5)的至少两种不同类型的帧，并且缓存所述帧；

-缓存由一个所缓存的帧的分割所产生的一个或多个信元，以及

-将所述一个或多个信元转发到包括至少一个虚连接(71、72、73)的输出接口(6、7、8)；

其特征在于，与将被使用的虚连接(71、72、73)无关地来进行所述一个或多个信元的缓存。

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