TW478265B - Method and device to generate flow-control signals - Google Patents

Description

478265 五、發明說明（1) 發明領域 本案係為一種流量控制信號產生方法與裝置， 用於一網路交換器之緩衝器管理機制上之流量控 ^ 生方法與裝置· ⑴h現產 發明背景

網路之運用已逐漸普及於工商企業與一般使用者， 其將散置各地之電腦或數位資料處理設備透過適當的 結，而可達成資源分享、資料共享、資訊交換目的之數位 通訊網路已經被大量運用，而用以達成各網路節點間溝 通、協調之重要元件係為一網路交換器（Swi tch)，而 交換器（Switch)中係具有一緩衝器（buffer)來儲存經由 網路交換器（Switch)進行轉送之複數筆資料封包（資料封^ 包通#包含有（a )來源埠編號、（b)資料本身以及（c )目 埠，號等資訊），用以對該等資料封包進行整理、錯誤檢 查等動作。而為能避免資料傳輸之錯誤以及增進資料傳双 之效率，在網路交換器中係具有一緩衝器管理（buf f er⑴ ^r^gement )機制來進行（丨）送入緩衝器中之資料封包之 =官理（2 )輸出緩衝器中之資料封包之讀取管理（3 )處理儲 =與^讀、取位址（4)維護該資料不被覆寫直至該資料被讀出 #心當進入之資料流量不平衡時避免該緩衝器被塞爆（6 )根 緩衝器之狀態來發出流量控制信號（F 1 〇 w c 〇 n t r 0 1 1

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478265 五、發明說明（2)

Signals)等動作。再請參見第一圖，其係一緩衝器 制中用以完成流量控制之習用功能方塊示意圖，以具機 個輸出入埠（port)之網路交換器為例，N個網路節點、 ，腦係經由該網路交換器進行資料傳輸，而經過該網跤σ 父換益之資料封包係包含有（a )來源埠編號、（b )資^料本 以及a)·目的埠編號等資訊，而此習用之緩衝器管理 身 ，根據資料封包之來源、流向以及流#來控制各網路 〃是f可再將資料送入該網路交換器中。其中係具有一空Μ 衝器計數器l〇(empty buf fer c〇unter)來計算該空緩器 ，數目而防止送入該緩衝器中之資料過多進而導致該緩衝° ^被塞爆’此外，習用技術中仍設置有依目的埠編號所區 分之N個計數器組，每一個計數器組係以N - 1個計數器u所完 成/以圖中埠丨計數器組（port 1 packet counter)為例， 其係為用以計算除輸入埠1之外之其它輸入埠傳送至蟑出 淳1而存在緩衝器中之資料數目（以下以計數器1代替），而 N - 1個計數器則分別用以計算由輸入埠2傳送至輸出埠1 、 由輸入埠3傳送至輸出埠1、…、以及由輸入埠n傳送至輸 ^淳1且存在緩衝器中之資料數目（以下以計數器2 1、計數 =3 1、···、以及計數器N丨來代替），而當計數器1 (即計數 器21+計數器31+ ··· +計數器N1 )大於一門檻值A且計數器21 大於一門檻值B時，便發出一信號來使得埠2流量控制器經 由輸出埠1來通知該網路節點（即編號1之電腦）停止再傳送 任何資料進入該網路交換器中，以防止該緩衝器中資料過 夕進而導致資料漏失之現象。其它淳之作法亦以上述類

第5頁 478265 五、發明說明（3) 推，故不再予以贅述。 而上述習用功能方塊中，除空緩衝器計數器1〇(empty buffer counter)之外，尚需要^^；^個計數器來進行計 數方能完成流量控制之功能，且其流量控制方法並非屬於 即時（r e a 1 t i m e )型態，無法正確及快速地反應目前資料 流量與流向之狀態，而如何改善上述習用方式之缺失即為 發展本案之主要目的。 發明概述 本案係為一種流量控制信號產生方法，應用於一網路 $換器之緩衝器管理機制中，該網路交換器具有N個輸入 广出埠個十輸數出。璋、複數個緩衝器、一空緩衝器計數器、N個 個預警器，本方法包含下綱^ 内儲存，兮=t 並送入該複數個緩衝器中之一空緩衝器 於出埠R’ /因座一資料封包之來源埠為輸入埠A而目的埠為

數器之計數值減！並將ίί封包之送入，將該空緩衝器計 中該空緩衝器計數器係//出計數15之計數值加1 ’其 緩衝器之數目，而兮鈐+以圮錄該網路交換器中所剩餘空 換器之緩衝器中所;;Ϊ出埠β計數器則用以記錄該網路交 目；檢查該空緩衝器j f的埠為輸出埠Β之資料封包數 以及輸出埠B計數器°數器之計數值是否小於一門檻值S 緩衝器計數器之計备枯δ數值是否大於一門檻值了 ；當該空 双值小於該門檻值S且輸出埠Β計數器之

1 / Ο厶 UJ 五、發明說明（4) 二數Λ大4,門檻值τ時’使該網路交換器中不包含預警 Γ入埠=個預警器進入-Β預警狀態；以及當不包含 第二資料封❺之日沾读炎輸入埠C所接收到之一 熊之其w 的皐為輸出琿B時，使該等進入B預警狀 L之具匕N- 1個預警器中 士曰棱冰丨尸嘹 輸出至輸出埠c ,用以枯卜4，警AC觸發一流罝控制#唬 再度傳逆資粗# — π止该輸出入埠C所連結之網路節點 丹度傳送責枓封包進入該網路交換器。 警狀ϊ Ϊ ί Ϊ Ϊ想，ΐ量控制信號產生方法中當進W預 C _知;篦-W止預警器6之其它卜1個預警器中之一預警器 ^ ~ ;、’气包之目的埠為輸出琿β時，該網路交換 t J六I 2 S ί第二資料封包送入該複數個緩衝器中 1 L7 ^ ^ ^ ^ ^ . 艾將该空緩衝器計數器之計數值減 以及將该輸出埠Β計數器之計數值加i。 田·^本ί = ^ ^面係為~種流量控制信號產生裝置，應 且古二： '換器之緩衝器管理機制上，該網路交換器係 二有Ν個輸入埠、Ν個輸出埠以及複數個緩衝器，而本裝置 匕含·一空緩衝器計數器，用以因應該網路交換器接收一 第資料封包並送入該複數個緩衝器中之一空緩衝器内儲 存時將.其計數值減！，而該第一資料封包之來源友:為輸内入儲 埠A而目的埠為輪出埠b ; N個輸出埠計數器，當該網路交 換器接收該第一資料封包時，因應該第一資料封包之目的 埠一輸出埠B，而將相對應之該輸出埠β計數器之計數值加 1 ;以及Ν個預警器，分別電連接至輸入埠1.....輸入蟑 Ν ’當該空緩衝器計數器之計數值小於一門檻值s以及輸出

第7頁 478265 五、發明說明（5) 埠B計數器之計數值大於一門檻值T時，不包含預警器b之 其它N-1個預警器便進入一B預警狀態，而當不包含輸入埠 B之其它N-1個輸入埠中之一輸入埠C所接收到之一第二資 料封包之目的埠為輸出埠B時，使該等進入b預警狀態之 N-1個預警器中之一預警器C觸發一流量控制信號輸^至輪 出埠C，用以禁止連結於該輸出入槔c之網路節點再度傳^ 資料封包進入該網路交換器。 '

根據上述構想，k量控制信號產生裝置中當不包含預 警器B之其它N - 1個預警器中之該預警器c獲知該第二資料 封包之目的琿為輸出埠B時，該網路交換器仍將所接收到 第二資料封包送入該複數個緩衝器中之一空

係包含康士 3 流量控制信號產生裝置中該預警器C 等不包含輸出數器C之3 ϋ相對應之該輸入埠C以及該 當該等不包含輸出 i u—1個輸出埠計數器，用以 之一輸出埠B計數器。% =其它N_1個輸出埠計數器中 輸入埠C .所接收之 ^^大於一門檻值了且相對應之該 發信號；以及—流量控制匕目的蟑為輸出淳B時發出一觸

器c與輸出埠c，复^ ^ =生器C，電連接與該比較 控制信號至輪出;車c'、，因應二觸發信號之觸發而發出該流量 節點再度傳送資料 二止連結於該輸出入埠C之網路 負枓封包進入該網路交換器。

478265 五、發明說明（6) 簡單圖式說明 本案得藉由下列圖式及詳細說明，俾得一更深入之了 解： 第一圖：其係一緩衝器管理機制中用以完成流量控制之習 用功能方塊示意圖。 第二圖（a):其係本案設置於一網路交換器中之流量控制 信號產生裝置之較佳實施例功能方塊示意圖。 第二圖（b):其係本案應用於一網路交換器中之流量控制 方法之較佳實施例流程示意圖。 本案圖式中所包含之各元件列示如下 空緩衝器計數器1 0 計數器1 N、2 N、. ·

(N-1 )N 網路交換器2 輸出琿1、2、· . · 、N 流量控制信號產生裝置21 輸出埠計數器21 1 .....21N 比較器4 1 1 、…、4 1 N 流量控制信號產生器511、·· 31

計數器2 1 輸出埠1、2、· . . 、N 輸入埠1、2、· · . 、N 緩衝器組2 0 空緩衝器計數器2 1 0 預警器3 1 1 .....3 1 N 51N N1 « 較佳實施例說明

第9頁 五、發明說明（7) 之产旦t見第一圖（a)，其係本案設置於一網路交換器中 其中L ί二ϋ ^號產生裝置之較佳實施例功能方塊示意圖。 琿二、…、輪入 衝器所播士輸出/車（輸出埠1 .....輸出埠Ν)以及複數個緩 包含右*拉之緩衝器組2 〇，而流量控制信號產生裝置2 1則 之二衝器計數器21〇，其係用以因應該網路交換器2 办=^ j入埠接收到資料封包並送入該緩衝器組2 0中之一 I Ϊ Ϊ : ^儲Ϊ時將其計數值減1，至於資料封包之資訊 Ν伽:山有· U)來源埠、（b)欲傳送資料以及（c)目的埠。而 Λΐΐίί數器2U、…、21N(輸出璋1計數器、…、輪 °器），其係根據該網路交換器所接收該資料封包 =目料編號，例如目料為輸料B(NA於等於β大於等 jl)，而將相對應之該輸出埠8計數器21B之計數值加1。 另外，N個預警器311 、…、31N(預警器！、…、預警器N) 係分別以N個比較器41 1 .....41N (比較器！.....比較器 W以及N個流量控制信號產生器5n .....51N (流量控制 ^號產生器1 .....流量控制信號產生器N)所構成。 再請參見第二圖（b )，其係本案應用於上述較佳實施 =裝置之流量控制方法步驟流程示意圖。其中當網路交換 器2之輸入埠A(N大於等於A大於等於1 )接收到一第一資料 封包（該第一資料封包之來源埠為輸入埠A而目的埠為輸出 琿B )並送入該缓衝器組2 〇中之一空緩衝器内進行儲存時， 該空緩衝器計數器2 1 1便因應該第一資料封包之送入將其 汁數值減1 ’而該輸出璋B計數器21 B則因應該第一資料封

第10頁 478265 五、發明說明（8) ^送X而將其計’如此—來’該空緩衝 益之计數值便為§己錄該網路交換器中所剩餘空緩之 而該輸出谭B計产器則用“記錄該網路交換器之-數 該空緩衝器計數器之計數值是否貪二封包产目。隨後檢查 計數器之計數值小於該門檻值5且：==空緩衝器 大於該門檻值T時，該等不包含預警 =數态之计數值 器便進入-B預警狀態。而= 之/它㈠個預警 之其它NM個輸人4中之—輸人=下^當不包含輸入璋B 1 ))所接收到之一第二資料封包（（N大於等於C大於等於 等進入β預警狀態之N — i個預警器的埠為。輸出埠B時，該 流量控制信號輸出至輸出埠c( 預〒器C便將觸發- 動作後來發出一觸發信號至該、、ώ b 較器C進行比較判斷 流量控制信號產生器C再因鹿^觸置控制信號產生器C，而 流量控制信號至輸出埠c)，…用;^觸林發信號之觸發而發出該 之網路節點再度傳送資料封勺不止該輸出入埠C所連結 路交換器仍將所接收到之“進j網路交換器。但該網 衝器中之一空緩衝器内儲;;第;;^料封包送入該複數個緩 數值減1以及將該輸出蜂B 之:器計數器之計 綜上所述，本幸所槐你十數值加1。 段節省掉N2-2N(即N'(N-f)路^較佳實施例裝置可較習用手 比較器’因此可大幅減少個”構而只需增加N個 之複雜程度，而本案所揭Ϊ路^件之數目，有效簡化硬體 ’、 晏路之較佳實施例方法則以即時 478265 五、發明說明（9) 、 (r e a 1 t i m e )之方式來發出流量控制信號，有效改善習用 非即時之缺失，充分達成發展本案之主要目的。本案發明 得由熟習此技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫 如附申請專利範圍所欲保護者。 478265 圖式簡單說明 、 第一圖：其係一緩衝器管理機制中用以完成流量控制之習 用功能方塊示意圖。 第二圖（a):其係本案設置於一網路交換器中之流量控制 信號產生裝置之較佳實施例功能方塊示意圖。 第二圖（b):其係本案應用於一網路交換器中之流量控制 方法之較佳實施例流程示意圖。

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Claims (1)

1. 7^65 申請專利範圍 1 · 一種流量控制信號產生方法，庙 、 衝器管理機制t ’該網路交換器個—二路蜂交= 埠、複數個緩衝器、一空緩衝器計數器、N個輸出埠計數 器以及N個預警器，本方法包含下列步驟： 接收一第一資料封包並送入該複數個緩衝器中之一空 緩衝器内儲存，該第一資料封包之來源埠為輸入埠A而目 的埠為輸出埠B ; 因應該第一資料封包之送入，將該空緩衝器計數器之 計數值減1並將該輸出埠B計數器之計數值加1，其中該空 緩衝器計數器係用以記錄該網路交換器中所剩餘空緩衝器 之數目，而該輸出埠B計數器則用以記錄該網路交換器之 緩衝器中所儲存目的埠為輸出埠B之資料封包數目； 檢查該空緩衝器計數器之計數值是否小於一門檻值S 以及輸出埠B計數器之計數值是否Λ於一門檻值T ; 當該空緩衝器計數器之計數值小於該門檻值S且輪出 淳Β計數器之計數值大於該門檻值τ時，使該網路交換器中 不包含預警器Β之其它ν - 1個預警器進入一 Β預警狀態；以 及 當不包含輸入埠Β之Ν-ι個輸入埠中之一輪入埠C所接 收到之一第二資料封包之目的埠為輸出埠Β時，使該等進 入6^員警狀態之Ν-1個預警器中之〆預警器C觸發一流量控 制信號輸出至輸出埠C，用以荦土該輸出入埠C所連結之網 路節點再度傳送資料封包進入該網路交換器。 、 2·如申請專利範圍第1項所述之流f控制信號產生方法， 六、申請專利範圍 該二：預勺警狀態之1^:1個預警器中之該預警器c獲知 將所接二到之ί ί目的璋為輸出剌時，該網路交換器仍 空緩％ $ π # ^第二資料封包送入該複數個缓衝器^之一 及fR +’並將該空緩衝器計數器之計數值減1以 、Μ輸出璋β计數器之計數值加1。 衝器ί : Γ 5 ΐ“5號產生裝4 ’應用於-網路交換器之緩 出埠：！ 該網路交換器係具有Ν個輸入埠、Ν個輸 出埠以及複數個緩衝器，而本裝置包含： -資：ί Ϊ ?器計數器，用以因應該網路交換器接收-第 時將：：值ίι入該複數個緩衝器中之一空緩衝器内儲存 而^ ΐίϊΐ 該第—資料封包之來源埠為輸入蟑A 而目的埠為輸出埠B ; N個輸出璋計數器，當該網路交換器接收該第一資料 相i庙,ί該第一資料封包之目的蟑-輸出痒β，而將 .…之e亥輸出埠β計數器之計數值加丨；以及 “Λ'予i警Λ，气別電連接至輸人琿1、…、輸入谭ν， ;:Uδ十數益之計數值小於一門檻值s以及輸出埠β Λ ::值大於一門檻值丁時，不包含預警器Β之其它 其」予！Γ更進入，預警狀態，而當不包含輸入蜂β之 、匕1個輸入埠中之一輸入埠C所接收到之一第二資料封 5 Π 土為輸出埠8時，使該等進入Β預警狀態之Ν- 1個 c /以Λ—、鱼預警器C觸發一流量控制信號輸出至輸出蟑 # ~ m έ連結於§亥輸出入埠C之網路節點再度傳送資14 封包進入該網路交換器。 心貝料

   第15頁 478265 六、申請專利範圍 4. 如申請專利範圍第3項所述之流量控制信號產生裝置， 其中當不包含預警器B之其它N-1個預警器1.....預警器N 中之一預警器C獲知該第二資料封包之目的埠為輸出埠B 時，該網路交換器仍將所接收到之該第二資料封包送入該 複數個緩衝器中之一空緩衝器内儲存，並將該空緩衝器計 數器之計數值減1以及將該輸出埠B計數器之計數值加1。 5. 如申請專利範圍第3項所述之流量控制信號產生裝置， 其中該預警器C係包含： 一比較器C，電連接於相對應之該輸入埠C以及該等不 包含輸出埠計數器c之其它N - 1個輸出埠計數器，用以當該 等不包含輸出埠計數器C之其它N -1個輸出埠計數器中之一 輸出璋B計數器之計數值大於一門檻值T且相對應之該輸入 埠C所接收之資料封包之目的埠為輸出珲B時發出一觸發信 號；以及 一流量控制信號產生器C，電連接與該比較器C與輸出 埠C，其係因應該觸發信號之觸發而發出該流量控制信號 至輸出埠C，用以禁止連結於該輸出入槔C之網路節點再度 傳送資料封包進入該網路交換器。

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