TW591915B - Method of synchronizing information and data switching node - Google Patents

Description

五、發明說明（i )

本發明是有關於資料交換，並且尤其關於方法與裝置 用於將與資料交換筋 A 及與管靜^ t 力能有關之交換f料庫、以 ㈣—A <、使得官理模式作業為可能）有關之資料 W 2辨識器記錄之間之選路（enabling)資訊之同步化。 在資料交換領域巾㈣儲麵路資訊，使得此加入資 二輸‘㈣之貝料父換節點能夠有快速的資料交換功能。 貝料又換即點為多埠口資料網路節點，其輸送由起始資料 網路節點所產生之協定資料單元(PDU: Protocol Data Units) (亦稱為負載資料單元），且在資料傳輸網路上向目的地資 料網路節點輸送。各資料網路節點具有與其相關之有關資 料網路節點辨識器。 第1圖以概要圖顯示實施此資料交換節點10 0 —般功能 之元件。 此負料又換節點i00在經由多個實體埠口 106所接收之 PDU 104上實施交換功能1〇2。 在所接收的PDU (1〇4)中是典型地儲存在於處理序列 中而集體地顯不於第丨圖中作為pDU處理緩衝器ι〇8。本發 明亚不受限於執行具有PDU處理序狀資料交換節點。存 在著此種執行方式而資料交換節點不作為用於處理pDU2 緩衝。 各協疋^料單元（pDU)包括頭部（部份）與負載（部 伤）。PDU之頭部部份規定由交換功能丨〇2所使用之選路資 五、發明說明（2 ) 訊以決定輸出埠口 106，經由此埠口將各PDU輸送11〇至所 欲之目的地資料網路節點。此PDU之頭部部份包括選路資 訊，例如：對應於起啟資料網路節點（其產生此PDU)之資 料網路節點辨識器，與用於PDU之目的地資料網路節點。 此資料網路節點辨識器之例子包括媒體接達存取控制位址 (MAC ADDR: Media Access Control ADDRess)，其為資料 傳輸網路介面之元件形式之獨特之名稱。本發明並不受限 於MAC ADDR形式之資料網路節點辨識器。 在執行交換功能102中，此資料交換節點100決定輸出 埠口 104，經由它而傳送各PDU。交換功能102必須具有可 使用之資訊以規定經由特定實體埠口 1〇6可以到達那一個 資料網路節點。為此目的，此所接收之PDU (104)是由資料 交換節點100之資料交換節點辨識器發現功能（其在第1圖 中顯示為MAC ADDR發現功能120)檢查。 對於經由特定輸入實體埠口 106所接收之各PDU，此 MAC ADDR發現功能120從PDU之頭部部份擷取起始資料 網路節點辨識器，且向交換資料庫報告122比對（pair)其包 括：實體埠口名稱經由它而接收PDU(輸入槔口名稱）、以 及產生此PDU之資料網路節點之起始資料網路節點辨識 器。此交換資料庫顯示作為MAC ADDR資料庫124。其列 表之呈現包括列項目其包括說明欄在：資料網路節點辨識 器與埠口名稱。 在處理與輸送PDU中，此交換功能102使用交換資料庫 以決定輸出埠口 106，經由它而輸送PDU。此交換功能1〇2 591915

五、發明說明（3 ) 要求交換資料庫！24進行搜尋，而使用從正在被處理之各 P D U頭部部份所擷取之目的地f料網路節關識器作為输 匙（key)進行此項搜尋。 如果對應於目的地資料網路節點辨識器之項目存在於 交換資料庫124中，則此搜尋126提供相對應之輸出埠口 106，經由它而輸送110正被處理之Pdu。

如果對應於目的地資料網路節點辨識器之項目在交換 資料庫124中無法找到，則此正被處理之pDU被泛濫湧至資 料交換節點1〇〇之所有的輸出埠口 1〇6。 此資料交換節點100之有效率的運作以及尤其交換功 忐102之有效率運作是取決於有效率地接達存取交換資料 庫124。為此原因此交換資料庫124之執行包括硬體的執行。

此交換資料庫124硬體之執行雖然是必要但是昂貴。其 成本包括研發、最適化、及其製造。在資料交換設備之設 计階段、在交換資料庫124之大小與資料交換節點1〇〇之表 現此力之間達成平衡。此在交換資料庫124中之記憶體空間 具有有限的儲存容量而不應浪費。必須將不再被使用之交 換資料庫之項目放棄，以使得能夠在埠口與資料網路節點 辨谶器之間能夠建立新的連接。 使用一種項目老化功能128以監視130交換資料庫124 記憶體空間之使用。此項目老化功能128使用與在交換資料 庫124中各項目有關之時間顯示欄位，此時間顯示欄位保存 此項目建立或上次存取之時間值。 在建立122資料網路節點辨識器與埠口 106之間新的連 五、發明說明（4 ) 接中，此時間顯示器載有對應於此連接建立時間之時間 值。在接收下一個PDU中（其具有在起始資料網路節點辨識 器與埠口 106之間相同的連接），對應於此項目之時間顯示 器被更新（122)。在對特殊項目搜尋126此交換資料庫η* 中’更新此項目之時間顯示值。 在辨識交換資料庫之長時期未被使用之老舊項目中， 此項目老）匕功能128檢查丨30在此交換資料庫124中各項目 以辨識此等項目其未設立或截至此檢查13〇時間為止在預 先設定的期間内未被存取。在辨識交換資料庫124中老舊過 時的項目後，此項目老化功能128使得分配給陳舊項目之記 憶體儲存空間可供使用作其他之連接。 此資料交換節點100之操作典型地包括經管理之操作 模式，其中使用管理處理器15〇以監視及/或擴大在資料交 換節點100可供使用服務之功能。在執行其所欲的功能中， 此管理處理器150保持在資料網路節點辨識器與相對應埠 口 106之間連接之（MAC ADDR)記錄152。如此，此管理處 理器以對交換資料庫124所作的改變更新。 在交換資料庫124與MAC ADDR記錄152之間更新功 能之典型實施包括具有大小之訊息序列154。此訊息序列 154儲存有限數目之訊息等候處理所分派之交換資料庫之 改變。此訊息序列154之大小限制了可以儲存在其中訊息的 數目。交換資料庫改變訊息是如圖所示在丨56中MAC ADDR發辱功能120發出及/或在158由項目老化功能128所 發出。 591915 五、發明說明（5 ) 此交換資料庫改變訊息156與158之發出，以及MAC ADDR記_152之更新是藉由使用訊息序列154而分開。管 理處理器150在執行其功能中藉由處理儲存於訊息序列154 中之等候訊息而服務160此訊息序列154。 在將資料交換節點1〇〇的表現最適化中，用於交換功能 102之設計須求要求使用最高的處理功率，此使用於執行資 料交換功能之元件與方法是在發展時期可供使用之有利的

優點。 為了平衡成本，而犧牲管理處理器15〇之處理功率至此 位準而足·以執行資料交換節點1〇〇之管理且提供增強的服 務。在成本/表現平衡中關於將交換資料庫124與Mac ADDR記錄152同步化之變數為訊息序列154之大小。此訊 息序列154之大小典型地根據資料交換節點1〇〇之時間平均 之表現而選擇，以提供儲存用於在預先設定之時間在訊息 序列154中被期望等候處理訊息之平均數目。

此情況之產生是在如同以下但不受限於以下的情形： 資料網路之啟始、從網路故障恢復、對於建立網路瀏覽連 接之過多岛要求、新資料流量劇烈之突發等，其中建立大 數目之資料連接，並且改變交換資料庫124對應數目之項 目。在此情形中是超過訊息序列154之訊息儲存容量。、 在網路故障之後，此項目老化功能128放棄在交換資料 庫中大量的項目而產生大量之交換資料庫改變訊息158'。 使得問題複雜的是，管理處理器15〇典型地無法足夠快 地處理服務序列154並且序列154會裝滿。 、

五、發明說明（6 ) 此資料交換設備例如資料網路節點1〇〇之經管理之操 作模式之·目前的實施方式是··如果沒有將訊息156成功地排 入Λ息序列154中，則避免在新發現之資料網路節點辨識器 與相對應的埠口之間成功地建立連接。此MAC ADDR發現 功能120被暫時中止以防止在交換資料庫124與mac ADDIU己錄152之間資訊同步之可能喪失，其使問題複雜， 因為資料交換設備上述的行為，根據此行為pDU具有被輸 送之未知輸出埠口 106，而這些PDU泛濫湧至此資料交換節 點100之所有輸出埠口 106。 一種在資料傳輸網路上傳送pDU通常的方法包括將大 的PDU(它們本身是PDU序列的—部份）分割成較小尺寸之 -人序列（根據資料傳輸協定而依據中間資料輸送設備可供 使用之頻帶寬度）。在有時候在此訊息序列154裝滿期間， 所有隨後的PDU泛濫湧至所有的埠口 1〇6，而嚴重影響在資 料交換節點100之資料產量。 因此，須要在資料交換節點經管理之操作模式期間， 使付保存在交換資料庫中資訊之突發改變之同步化平順。 發明概要’ 根據本發明之觀點而提供一種方法，將與資料交換節 點之交換功能有關之保存在交換資料庫中之資訊，以及與 管理處理器（其使得資料交換節點之被管理之操作模式為 可能）有關之資料網路節點辨識器資料同步。此方法包括一 系列步驟。將交換資料庫之項目修正。將對應於此修正項 目之狀態顯示器設定以表示此修正。而在可調整計時器計 五、發明說明（7 ) 時終止時啟始此交換資料庫之檢查，且此保存在經修正交 換資料庫項目中的資訊與資料網路節點辨識器記錄同步。 此將保存在交換資料庫中資關步化之方法將資訊突發的 改變在時間上延伸。 根據本發明之另-觀點而設有資料交換節點。此資料 交換節點包括元件使得能夠在資料交換節點内部作資訊交 換又換:貝料庫保存項目其規範在資料網路節點辨識器與 資料交換節點之多個埠口至少—個之間之連接以使得可以 傳送PDU。管理處理n監視此資料交換節點之操作及/或增 強可供使用之服務，而維持資料網路節點辨魅記錄。將 資訊同步化元件調整而使得儲存於交換資料庫巾之資訊與 身料網路節點辨識記錄同步。使用可調整計時器在其計時 終了時將資訊同步化元件觸發而操作。此種設計藉由將資 訊同步化在時間上㈣而使得保存在交㈣料庫巾資訊之 突發改變效應能夠平順。 此由使用更經濟節省之管理處理器與交換資料庫儲存 須求之減 所產生之優點改變了訊息序歹4，而提供資料交 換節點之相同或增強之服務位準。 本發明之特點與優點將由以下較佳實施例之詳細說明 並參考所附圖式而成為更加明顯。 星式之簡單說明 第1圖為概要圖式其顯示執行資料交換節點一般功能 之元件； 第2圖為概要圖式其顯示執行根據本發明典範施例 591915 五、發明說明（8 ) 之資料交換節點之元件；以及 第3圖為狀態圖其顯示使用於說明根據本發明典範實 施例之資料庫中項目狀態（status)之狀況與狀況改變。 請注意在所附之圖示中相同之特徵具有相同的標誌。 實施例之詳細說明 根據較佳實施例：訊息序列154之功能由資訊同步功能 240增強，並且在交換資料庫中之項目以狀況顯示器234增強。 第2圖為概要圖顯示執行根據本發明典範實施例之資 料交換節點200之元件。第3圖為狀態圖其顯示使用於說明 根據本發明典範實施例之資料庫中項目狀態之狀況與狀況 改變。 此狀態顯示器234是與交換資料庫224中各項目有關以 顯示此項目是否在（但並不受限於）：無效狀態、修正狀態 或“有效”狀態。當開機時所有的狀態顯示器如於302所示被 重新設定至“無效”狀態304。 在操作中此MAC ADDR發現功能220檢查經由輸入埠 口 106之一所接收PDU 104之各PDU頭部部份並且擷取其 中顯示之起始資料網路節點辨識器。具有了起始資料網路 節點辨識器與（在其上接收PDU之）輸入埠口 106，此MAC ADDR發現功能220更新222此交換資料庫224 〇 在更新222交換資料庫224中，使用起始資料網路節點 辨識器作為鑰匙以實施交換資料庫224之搜尋。如果沒找到 對應於起始資料網路節點辨識器之項目，則使用具有“無 11 591915 五、發明說明（9 ) 效”狀態之項目以建立在起始資料網路節點與輸入埠口之 間之連接。在裝載了資料網路節點顯示欄位與埠口顯示欄 位之後，將此時間顯示器載以目前系統時間裝載且藉由將 狀況顯示器234裝載而此項目被稱為在“修正”狀態306中。 在修正狀態306中之項目可供用於傳送隨後之PDU而可以 被如於第3圖中所示具有相同連接之所到來新的PDU所更 新。 此資訊同步功能240可以作為資訊同步化元件實施，其 包括但受限於：特殊功能處理器、記憶體接達存取裝置（例 如直接記憶體存取（DMA)裝置、由管理處理器150所實施的 方法。 根據本發明之實施例，此MAC位址同步功能240是經 由計時器242而觸發入操作中。使用此計時器242以調整資 訊之同步。 在計時器242結束計時之時，資訊同步功能240檢查交 換資料庫224以辨識具有“修正”狀態306之項目。將交換資 料庫改變訊息244發送至管理處理器150且此項目是在“有 效”狀態308中。 為了匹配管理處理器150之處理速度或是被分配用於 維持MAC ADDR記錄152之處理頻帶寬度，而可以實施不 同的技術/包括： -使用計時器242將在“修正’’狀態306中之項目同步 化， •選擇/調整資訊同步元件240之處理速度，以匹配管 12 591915 五、發明說明（ίο ) 理處理器150之處理速度，或 在使用“修正’’狀態作為鑰匙搜尋交換資料庫224之 後，調整管理處理器150以直接對交換資料庫224接達存取。 根據本發明之另一個實施方式，將所發出之交換資料 庫改變訊息244儲存用於在訊息序列154中之處理16〇。此資 汛同步化之調整使得能夠減少訊息序列丨54所須的大小。

如同以上提及，在更新222交換資料庫224中使用起始 資料網路節點辨識器作為鑰匙以實施對交換資料庫224之 搜尋。如果找到對應於起始資料網路節點辨識器之項目且 如果此項目具有“有效，，狀態，則核對埠口顯示器。 如果此埠口顯示器具有如同由MAC ADDR發現功能 220所確定之相同埠口名稱，則以現在的時間更新時間顯示 器。

如果此埠口顯示器並未具有如同由MAC addr發現 力月b 220所决疋之相同埠口名稱則··將埠口顯示器以新的槔 名稱更新，時間顯示器以目前時間更新、且狀態顯示器 234被改為“修正，，狀態。在資料網路節點辨識器之間的連接 改變，以表示此對應之資料網路節點是移動式資料網路節 點剛剛改變在資料傳輸網路中之連接點，或在資料傳輸網 路中啦生網路故障並且PDU重新繞道經由資料傳輸設備而 連接至新的埠口 106。 當在“有效，，狀態308中時，使用項目以決定輸出埠口 106經由它而傳送pDU。隨著實施成功的交換資料庫224之 搜尋126，此時間顯示器以此搜尋126實施的時間值更新。 13 五、發明說明（11 ) 項目老化功能228檢查230在交換資料庫224中之項目 以辨識“有效”的項目其所具有的時間顯示值大於預先界定 之期間。一旦經辨識此等老舊的項目被使得可供用於作新 的連接。在使分配給老舊項目的記憶體空間可用於作其他 的連接，此項目之狀態顯示器234被設定為“無效，，。在改變 各老舊項目之狀態後，此項目老化功能228發出交換資料庫 改變訊息258給管理處理器150。如果須要此種實施方式的 話，此資料庫改變訊息258亦可在訊息序列154中排隊等候 處理。 此項目老化功能228可以經由有關的計時器而觸發進 入作業。當發現在資料網路節點辨識器與埠口 1〇6之間之新 的連接但無法找到可用之“無效，，項目時，其可以被觸發以 辨識老舊之項目。 存在有此種實施方式，其中由單一硬體元件（未圖示） 實施MAC ADDR發現功能220與項目老化功能228，而只有 項目老化功能228對管理處理器15〇發出交換資料庫改變訊 息 258。 以上所說明的實施例僅作為範例而已，而熟習此技術 的人士瞭解可以對以上所說明的實施例作改變而不會偏離 本發明的精神，本發明之範圍僅由所附之申請專利範圍而 界定。 591915 五、發明說明（l2 ) 元件標號對照 100...資料交換節點 150…管理處理器 102…交換功能 152...MAC ADDR記錄 104···協定資料單位 154…訊息序列 106···埠口 200...資料交換節點 108...緩衝器 224…交換資料庫 124...MAC ADDR資料庫 234...狀態顯示器 126...搜尋 128…項 < 老化功能 244...訊息 15

Claims (1)

1. 六、 申請專利範圍 5 10 15 L :=π:同步化之方法，其係用於將與資料交換 即點之父換功保存在交換f 及與管理處理器有關之次斗以細 M 斗〜、“關之貝枓網路節點辨識器記錄同步 化，忒方法包括以下步驟： a.修正在交換資料庫中之項目； b·對應於在交換資料庫中 器以顯示此修正中—之項目設定狀態顯示 =可調整料H計時終了時啟始絲㈣庫之檢查； 點辨識器資料同步:“4庫項目k資訊與網路節 藉此’保存在交換資料庫中f 化是在時間上延伸。 2·如申請專利範圍第1項之方法，更包括以下步驟： 4調整此可調整計時器，而將保存在交換資料庫中資 2之平均改變率與管理處理器之所分配處理頻帶寬度 ΰΐ配。 3. t申請專利範圍第2項之方法，其中調整此可調整計時 态之方法更包括以下步驟： 調整此可調整計時器而將保存在交換資料庫中資 讯之平均改變率與管理處理器之處理速率匹配。、 •如申請專利範圍第1項之方法，其中·· 修正在交換資料庫中之項目，更包括以下步驟： 連接資料網路節點辨識器與資料交換節點之多個 口之一，以建立其間之新的連接。

   16 申請專利範圍 5·如申請專利範圍第4項之方法，其中 連接資料網路辨識器與蟑口、，更包括以下步驟： 與輸出埠口之一，以建立其間之新的連接。 .如申請專利範圍第4項之方法，其中 連接資料網路辨識器與璋口，更包括以下步驟. =目的地㈣網路節點辨識器與資料 =之，資料交換節點之蟑"建立其間之新 .如申請專利範圍第4項之方法，i中 :正在交換資料庫中之項：，更包括以下步驟： 辨$ m肩不益以反映在資料網路節點 辨識益與埠口之間建立新連接的時間。 .如申請專利範圍第4項之方法，其中 設定對應於經修正項曰 驟： 項目之狀態顯示器，更包括步 將此狀態顯示器設定為“修正”。 如申請專利範圍第1項之方法，其中 修正在交換資料庫中之項目，更包括步驟： 個埴老化在胃料肖路έρ點辨識11與資料交換節點之多 1 固車口之—之間現有連接，財除«之連接。 如申請專利範圍第9項之方法，並中 步驟設定對應祕修正項目之«顯示器，更包括以下 設定此狀態顯示器為“無效”。 591915

   U·如申請專利範圍第1〇項之方法，其中 在將狀態顯示器設定為“無效，，之後，更包括以下+ 驟： 將保存在修正項目中之資訊與資料網路節點辨 器記錄同步化。 抑 12·如申請專利範圍第1項之方法，其中 在啟始了檢查步驟之後，更包括以下步驟： 辨識經修正之項目。 10 13·如申請專利範圍第12項之方法，其中 辨識經修正之項目，更包括以下步驟： 檢查所有項目之狀態顯示器。 14·如申請專利範圍第1項之方法，其中 15 在將資訊同步化的步驟之後，更包括以下步驟： 將狀態顯示器設定為“有效”。 · 15.如申請專利範圍第1項之方法，其中 在修正此項目的步驟之前，更包括以下㈣： 對在交換資料庫中所有的項目將各狀態顯示器初 設為“無效”。 16·—種資料交換節點，包括： a.交換資料庫其具有項目以規範在資料網路節點辨識 器與資料交換節點之多個埠口之至少—個之間 接； b·管理處理器以維持資料網路節點辨識器記錄； C.資訊同步聽，將交換資料庫與資料網路節點辨識器 20 六、申請專利範圍 記錄同步化；以及 d.可調整計時器，在其計時結束時觸發資訊同步化元件 操作； —藉此，保存在交換資料庫中資訊突發改變之效應、 藉由資訊同步化在時間上的延伸而平順。 17·如申請專利範圍第16項之資料交換節點其中 …在交換資料庫中所保存各項目更包括狀態顯示 盗，其從“無效”、“修正，，與“有效，，的選擇來規範項目之 狀態，此資訊同步元件只將具有“修正，，狀態之項目同步 18.如申請專利範圍第17項之資料交換節點，更包括 資料網路節點辨識器發現元件，其在交換資料庫中 在資料網路節點辨識器與相對應埠口之間建立連接，此 連接之建立將相對應項目之狀態設定為“修正”。 !9·如申請專利範圍第17項之資料交換節點更包括 交換資料庫項目老化元件，其韻在交換資料庫中 之在預設長度㈣未被存取之項目，此辨識到至少—個 項目觸發狀態改變至“無效，，，此狀態改變觸發保存在此 項目中的資訊與資料網路節點辨識器記錄之同步化。 〇.如申請專利範圍第16項之資料交換節點，其中 保存在交換資料庫中之各項目更包括時間顯示器 以顯示當此項目上一次被存取的時間。 D 21·如申請專利範圍第2G項之資料交換節點，更包括 資料網路節點辨識器發現元件，其更新在交換 591915 年匕、月1 ^修止 ~τπ-ια--------- V、申請專利範圍 庫中之項目以更新在資料網路節點辨識器與相對應埠 口之間的連接，此項更新將時間顯示值更新。 22.如申請專利範圍第2〇項之資料交換節點，更包括 在交換資料庫中之交換元件存取項目以決定在資 料網路節點_器與相對料口之間之連接，各存取更 新在被存取項目中所保存之時間顯示值。 20