TWI535251B - 低延遲聯網方法及系統 - Google Patents

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Description

低延遲聯網方法及系統
本發明涉及聯網。更具體地，本發明涉及低延遲聯網的方法及系統。
通訊網路以及尤其乙太網正成為交換各種類型和大小的、用於各種應用程式的資料越來越流行的方式。在這一點上，乙太網越來越多地用於運載語音流量、資料流程量和多媒體流量。相應地，配備越來越多的設備來與乙太網接合(interface)。包含服務提供者所提供的網際網路、電纜、電話和VOIP的寬頻連線導致增加的流量以及最近地向乙太網聯網的遷移。電子生活方式的轉變推動了乙太網連接的許多需求，所述電子生活方式涉及臺式電腦、可攜式電腦和各種手持設備，例如智慧手機和PDA。一周七天、一天24小時提供的應用程式(例如搜尋引擎、預訂系統和視頻點播)正變得越來越普及。
這些最新發展導致資料中心、資料聚集、高性能計算和核心聯網的需求增加。隨著與資料網路連接的設備數量的增加以及更高資料速率的需求，對新的聯網技術有著不斷增加的要求。
比較本發明後續將要結合附圖介紹的系統，現有技術的其它局限性和弊端對於本領域的技術人員來說是顯而易見的。
如至少一幅附圖所示和/或結合至少一幅附圖所描述，如申請專利範圍中所更完整闡述的，本發明提供低延遲聯 網的系統和/或方法。
根據本發明的一個方面，提供一種方法，所述方法包括：在網路設備中：確定將沿網路路徑通訊的流量的延遲需求，所述網路路徑包括一個或多個乙太網鏈路；基於所述延遲需求確定用於通訊所述流量的乙太框的最大大小(maximum size)；以及沿所述網路路徑向設備發送一個或多個資訊，所述一個或多個資訊表明所述確定的最大大小。
較佳地，所述方法還包括通過所述網路設備、基於沿所述網路路徑的一個或多個鏈路的資料速率確定所述乙太框的所述最大大小。
較佳地，所述方法還包括：當所述流量涉及汽車控制系統和/或安全系統時，通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第一較小值；以及否則通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第二較大值。
較佳地，所述方法還包括：當所述流量控制自動化工廠設備時，通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第一較小值；以及否則通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第二較大值。
較佳地，當在所述網路路徑上通訊時，一旦接收到沿所述網路路徑的每個所述設備遵守所述確定的最大大小的 指示，所述網路設備開始通訊所述流量。
根據本發明的一個方面，提供一種方法，所述方法包括：在網路設備中：接收將用於網路路徑的、確定的最大乙太框大小(maximum Ethernet frame size)的指示；以及當在所述網路路徑上傳送時，配置所述網路設備的一個或多個部分以便所述網路設備遵守所述確定的最大乙太框大小。
較佳地，所述方法還包括將所述網路路徑上的待通訊流量分包為某一大小的乙太框，所述某一大小小於或等於所述確定的最大乙太框大小。
較佳地，所述方法還包括通過所述網路設備發送一個或多個消息，所述一個或多個消息表明，當在所述網路路徑上通訊時，所述網路設備將遵守所述確定的最大乙太框大小。
較佳地，所述確定的最大乙太框大小基於將在所述網路路徑上通訊的流量的延遲需求。
較佳地，所述乙太框的所述最大大小基於沿所述網路路徑的最低鏈路速率。
根據本發明的一個方面，提供一種系統，所述系統包括：在網路設備中使用的一個或多個電路，所述一個或多個電路用於：確定將沿網路路徑通訊的流量的延遲需求，所述網路路徑包括一個或多個乙太網鏈路； 基於所述延遲需求確定用於通訊所述流量的乙太框的最大大小；以及沿所述網路路徑向設備發送一個或多個資訊，所述一個或多個資訊表明所述確定的最大大小。
較佳地，所述一個或多個電路用於基於沿所述網路路徑的一個或多個鏈路的資料速率確定所述乙太框的所述最大大小。
較佳地，所述一個或多個電路用於：當所述流量涉及汽車控制系統和/或安全系統時，通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第一較小值；以及否則通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第二較大值。
較佳地，所述一個或多個電路用於：當所述流量控制自動化工廠設備時，通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第一較小值；以及否則通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第二較大值。
較佳地，所述網路設備與沿所述網路路徑的所述通訊，從而為沿所述網路路徑通訊預留資源，所述通訊為所述確定的最大大小的乙太框形式。
根據本發明的一個方面，提供一種系統，所述系統包括：在網路設備中使用的一個或多個電路，所述一個或多個電路用於：接收將用於網路路徑的、確定的最大乙太框大小的指 示；以及當在所述網路路徑上傳送時，配置所述網路設備的一個或多個部分以便所述網路設備遵守所述確定的最大乙太框大小。
較佳地，所述一個或多個電路用於將所述網路路徑上的待通訊流量分包為某一大小的乙太框，所述某一大小小於或等於所述確定的最大乙太框大小。
較佳地，所述一個或多個電路用於發送一個或多個消息，所述一個或多個消息表明，當在所述網路路徑上通訊時，所述網路設備將遵守所述確定的最大乙太框大小。
較佳地，所述確定的最大乙太框大小基於將在所述網路路徑上通訊的流量的延遲需求。
較佳地，所述乙太框的所述最大大小基於沿所述網路路徑的最低鏈路速率。
從以下描述和附圖中將更充分地理解本發明的各個優點、方面和新穎特徵以及其實施例的各細節。
本發明的某些實施例可涉及低延遲聯網的方法及系統。在本發明的各個實施例中，可確定將沿網路路徑通訊的流量的延遲需求，所述網路路徑包括一個或多個乙太網鏈路。可基於延遲需求確定用於通訊流量的乙太框的最大大小。可沿網路路徑向設備通訊一個或多個資訊，所述一個或多個資訊表明確定的最大大小。可基於沿網路路徑的一個或多個乙太網鏈路的資料速率確定乙太框的最大大小。當流量涉及汽車控制系統和/或安全系統時，乙太框的最大大小可能確定為第一較小值。當流量為非關鍵性時， 例如，當它不涉及汽車設置或工業設置的控制和/或安全時，乙太框的最大大小確定為第二較大值。一旦接收到沿網路路徑的每個設備遵守確定的、用於網路路徑通訊的最大乙太框大小的指示，網路設備開始通訊流量。網路設備可與沿網路路徑的設備通訊，從而為沿網路路徑通訊預留資源，所述通訊為確定的最大大小的乙太框形式。
在本發明的各個實施例中，網路設備可接收將在特定網路路徑上使用的、確定的最大乙太框大小的指示。當在該網路路徑上傳送時，可配置網路設備的一個或多個部分，以便該網路設備遵守確定的最大乙太框大小。網路設備可使將在網路路徑上通訊的流量分包為小於或等於確定的最大乙太框大小的乙太框。網路設備可發送一個或多個消息，所述一個或多個消息表明，當在該網路路徑上通訊時，它將遵守確定的最大乙太框大小。確定的最大乙太框大小可能基於將在網路路徑上通訊的流量的延遲需求。乙太框的最大大小可基於與網路路徑的一個或多個鏈路關聯的資料速率。
圖1是依照本發明實施例的示例性乙太網的示意圖。參考圖1，顯示網路設備1021-1023和網路設備104。網路設備1021通過網路鏈路1141和1142與網路設備104連接。網路設備1022通過網路鏈路1143與網路設備104連接。網路設備1023通過網路鏈路1144與網路設備104連接。
網路設備104可能如以下結合圖2所述。網路設備1021-1023可能各自如以下結合圖3所述。例如，鏈路1141-114N的每個可包括一個或多個雙紋線、一個或多個光纜、底板和一個或多個無線鏈路。
網路設備1021-1023和104的一個或多個對乙太網以及相關聯的乙太網交換機(例如，IEEE802.1橋接)、時間同步增強(augmentation for Time-Sync)(例如，IEEE802.1AS)、預留(IEEE802.1Qat)和相關音訊視頻橋接標準的使用可使那些設備適合於在具有嚴格的時間敏感消息需求的控制系統應用程式中使用。例如，設備1021-1023和104可用於工業自動化和控制和/或自動控制和/或安全應用程式。
運行中，設備1021-1023和104可通過鏈路1141-1144交換分包資訊。例如，通訊可遵守一個或多個乙太網實體層標準。例如，通訊可包括依照乙太網標準分包的資料通訊。由於第一消息的傳送可能需要在可傳送第二消息前完成，網路鏈路的延遲可能受在該鏈路上傳送的資訊的最大大小的影響。第一消息越大，第二消息必須等待越久。
相應地，本發明的各方面可致能控制、並可基於每鏈路(per-link)確定通過鏈路1141-1144通訊的消息(例如，乙太框)的最大大小。額外地或替代性地，可基於每路徑(per path)確定通過鏈路1141-1144通訊的消息的最大大小。示例性路徑110和112在圖1中顯示。示例性路徑110包括設備1021、埠子系統1062、鏈路1142、設備104、埠子系統1082和1084、鏈路1144、設備1023和埠子系統1064。示例性路徑112包括設備1021、埠子系統1061、鏈路1141、設備104、埠子系統1081和1083、鏈路1143、設備1022和埠子系統1063。
例如，可基於沿該路徑的鏈路速率確定特定路徑的最大消息大小。例如，如果存在沿路徑的一個或多個低速率 鏈路，相應地，較小的最大消息大小可用於那個路徑。相反，如果沿路徑的所有鏈路均為高速率的，相應地，較大的最大消息大小可用於那個路徑。
例如，可基於將通過該路徑通訊的流量的延遲需求確定特定路徑的最大消息大小。例如，如果路徑運載需要低延遲的流量，相應地，較小的最大消息大小可用於那個路徑。相反，如果路徑運載承受可容忍較高延遲的流量，相應地。較大的最大消息大小可用於那個路徑。
低延遲流量的一個實例是涉及車輛控制和/或安全系統的感測器資訊和/或控制資訊。上述流量的實例可包含控制和/或診斷動力系統元件的消息、控制和/或診斷轉向系統的消息、控制和/或診斷刹車系統的消息、以及控制和/或診斷安全氣袋的消息。低延遲流量的另一實例為自動化工廠的控制和/或安全消息。上述流量的實例可包含診斷沿自動組裝線的狀態的消息、以及控制機器的消息，所述機器是自動組裝線的一部分。
示例性的更低延遲敏感性(less-latency-sensitive)流量可包括通訊至和/或自車輛娛樂系統的多媒體資訊，和/或工廠資料的非時間敏感性報告。
例如，可基於流量檢查、基於通過其將流量通訊至聯網埠子系統106或108的埠或插座、和/或基於生成的或與流量關聯的程式確定流量的延遲需求。在本發明的實施例中，較高的OSI層應用程式或實體可基於其延遲需求標示或標記資料，而較低的OSI層功能和/或實體可檢查流量，從而檢測標示/標記來確定資料的延遲需求。在本發明的實施例中，與各個流量特徵關聯的延遲需求可存儲在查閱表 中。一個上述特徵可包括流量類型。可與特定延遲需求關聯的示例性流量類型包括一般的網路流量、郵件流量、多媒體流量和車輛傳感和/或控制流量。另一示例性特徵可包括與流量關聯的埠、插座和/或程式。另一示例性特徵可包括網路設備或網路位址。查閱表可由網路系統管理員填入，和/或例如可通過LLDP、SNMP和/或AVB-相關消息動態填入。
例如，可基於設備是否是執行關鍵功能的部件，來確定特定路徑的最大消息大小，所述設備為路徑的一部分。例如，設備1021可包括車輛的中央計算系統，設備1022可包括車輛的控制、傳感、和/或安全系統，以及設備1023可包括車輛的娛樂系統。設備1021和1022可交換可能需要低延遲的關鍵性傳感、控制、和/或安全資訊。相應地，在路徑112上可使用小的最大消息大小。設備1021和1023可交換可能承受較高延遲的音訊和/或視頻。相應地，可在路徑110上使用較大的最大消息大小。
圖2是依照本發明實施例的示例性網路設備的框圖。參考圖2，例如，網路設備104可能是通常在網路內部可見的交換機、橋接器、路由器或其他設備的代表。網路設備104可用於通過多個鏈路1141-114N通訊。網路設備104可包括控制和管理子系統202、交換結構子系統210以及多個聯網埠子系統1081-108N。“N”可能為大於或等於1的任一整數。例如，設備104可能是“N”等於5的SMB交換機、“N”等於48的企業交換機、或“N”等於96的增強型交換機。
控制和管理子系統202可包括合適的邏輯、電路、介 面和/或代碼，其可用於配置和/或控制網路設備104的運行。在這一點上，控制和管理子系統202可向交換結構子系統210和/或網路埠子系統1081-108N的一個或多個部分提供一個或多個控制信號208。額外地，控制和管理子系統202可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，其致能OSI模型的層3和可能更高層的可操作性。例如，在設備104是邊緣設備(例如伺服器或PC)的情況下，控制和管理子系統202可處理通過鏈路216的一個或多個進行通訊的資料。在本發明的示例性實施例中，控制和管理子系統202可包括處理器204和記憶體206。
處理器204可包括合適的邏輯、電路、介面和/或代碼，其可致能網路設備104的資料處理操作和/或控制操作。處理器204還可致能軟體代碼的執行。在本發明的各個實施例中，例如，該代碼可包括作業系統和/或執行各種功能(例如生成、解析或另外處理資料)的其他程式。可致能處理器204向包括網路設備104的各個其他模組提供控制信號208。
記憶體206可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，其可致能資訊存儲。資訊可包括實現網路設備104運行的參數和/或代碼。例如，該參數可包括配置網路設備104的各個部分的資訊，例如自我調整濾波係數。例如，該代碼可包括可由處理器204執行的作業系統和/或其他程式。在本發明的實施例中，記憶體206可存儲查閱表，所述查閱表可將延遲需求與各個流量特徵相關聯。
交換結構子系統210可包括合適的邏輯、電路、介面和/或代碼，其可用於在網路埠子系統1081-108N之間按路線 發送資料。額外地，在某些情況下，交換結構子系統210可用於在網路埠子系統1081-108N的一個或多個與控制和管理子系統202之間路由資料。
網路埠子系統1081-108N的每個可包括合適的邏輯、電路、介面和/或代碼，其用於在交換結構子系統202與物理鏈路2161-216N之間通訊資料。在這一點上，網路埠子系統1081-108N可各自致能OSI模型的層1以及某些情況下層2或更高層的可操作性。例如，網路埠子系統1081-108N可包括媒體存取控制(MAC)模組和PHY設備。例如，網路埠子系統1081-108N的每個可包括一個或多個發射器、接收器、濾波器、回波消除模組、遠端串音消除模組、和/或近端串音消除模組。例如，網路埠子系統1081-108N可通過介面212與交換結構子系統210通訊，所述介面可能是例如PCI或PCI-X匯流排。在本發明的實施例中，網路埠子系統1081-108N的一個或多個可包括一個或多個記憶元件，所述記憶元件將最大消息大小與該埠子系統相關聯，和/或存儲查閱表，所述查閱表可將延遲需求與各個流量特徵相關聯。
網路埠子系統1081-108N的一個或多個可用於依照一個或多個現有的乙太網實體層標準進行通訊，所述乙太網實體層標準例如10BASE-T、100GBASE-TX、1000BASE-T、10GBASE-T、10GBASE-KX4、10GBASE-KR。網路埠子系統1081-108N的一個或多個可用於依照一個或多個現存的未來標準化的乙太網實體層標準進行通訊，所述乙太網實體層標準例如40GBASE-T和100GBASE-T。網路埠子系統1081-108N的一個或多個可用於按照一個或多個乙太網標準 的一部分、但以非乙太網標準速率(例如2.5Gbps和5Gbps)進行通訊。網路埠子系統1081-108N的一個或多個可支援多路拓撲，例如40Gbps CR4、ER4、KR4；100Gbps CR10、SR10和/或10Gbps LX4和CX4。網路埠子系統1081-108N的一個或多個可支援串列的電單通道技術和銅單通道技術(serial electrical and copper single channel technologies)，例如KX、KR、SR、LR、LRM、SX、LX、CX、BX10、LX10。網路埠子系統1081-108N的一個或多個可支援TDM技術，例如各個速率的PON。
網路設備104可共同支援稱為音訊視頻橋接(AVB)和/或其擴展的一套協定。除了別的以外，單個協議包含IEEE 802.1AS、IEEE 801.1Qat和IEEE 802.1Qav。利用AVB，網路設備104可用於向特定流量分配資源，和/或可用於為沿網路路徑的其他設備中的流量請求資源配置。利用AVB、邏輯鏈路發現協定(LLDP)、簡單網路管理協定(SNMP)、任一上述協議的擴展、和/或其他合適的協定，網路設備104可用於在沿網路路徑的各個設備中配置MTU大小。
圖3是依照本發明實施例的示例性網路設備的框圖。例如，網路設備102可能是網路邊緣設備的代表，例如PC或伺服器。參考圖3，網路設備102可包括主機302和一個或多個網路埠子系統1061-106M。“M”可能是大於或等於1的任一整數。例如，設備102可能為M等於3的VOIP電話交換機或M等於1的多媒體設備。
主機302可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，其可用於致能OSI模型的層2和更高層的可操作性。額外地，主 機302可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，其可用於執行各種計算和/或資料處理功能的任一功能。主機302可包括處理器304和記憶體306。處理器304和記憶體306可能與結合圖2描述的處理器204和記憶體206相似。主機302可執行與圖2的子系統202相似的功能，但相比之下(as compared)更通常地執行較高OSI層功能，例如運行終端使用者可與其交互的應用程式。
網路埠子系統1061-106M的每個可與結合圖2描述的網路埠子系統1081-108N的一個相似或相同。網路埠子系統1061-106M可各自用於通過鏈路114進行通訊，所述鏈路可能與結合圖1描述的鏈路1141-1143的一個相同。例如，網路埠子系統1061-106M可通過介面310與主機302通訊，所述介面可能為PCI或PCI-X匯流排。在本發明的實施例中，網路埠子系統1061-106M的一個或多個可包括一個或多個記憶元件，所述記憶元件將最大消息大小與該埠子系統相關聯，和/或可存儲查閱表，所述查閱表可將延遲需求與各個流量特徵相關聯。
網路設備102可共同支援稱為音訊視頻橋接(AVB)和/或其擴展的一套協定。除了別的以外，單個協議包含IEEE 802.1AS、IEEE 801.1Qat和IEEE 802.1Qav。利用AVB，網路設備104可用於向特定流量分配資源，和/或可用於為沿網路路徑的其他設備中的流量請求資源配置。利用AVB、LLDP、SNMP、任一上述協議的擴展、和/或其他合適的協定，網路設備104可用於配置沿網路路徑的各個設備的MTU大小。
圖4是依照本發明實施例的闡述低延遲聯網的示例性 步驟的流程圖。參考圖4，該示例性步驟可開始於步驟402，在所述步驟中，設備1021具有向遠端網路設備(例如設備1022或設備1023)通訊的流量。在步驟404，設備1021可確定待通訊流量的延遲敏感度。例如，如果流量前往設備1022，設備1021可確定該流量需要低延遲。相反地，如果流量前往設備1023，設備1021可確定該流量可承受較高延遲。在步驟406，設備1021可確定符合確定的延遲需求的最大消息大小。設備1021可確定將第一較小的最大消息大小用於低延遲流量，且確定將第二較大的最大消息大小用於容延遲(latency-tolerant)流量。在步驟408，設備1021可嘗試為待通訊至設備1022的低延遲流量預留資源。例如，設備1021可利用IEEE AVB協定和/或其擴展沿路徑112來嘗試預留足夠資源，從而滿足確定的延遲需求。
在步驟410，可確定是否成功建立路徑112。例如，作為這一預留或嘗試預留的一部分，沿路徑112的設備可回應來自設備1021的預留請求，確認該請求以在路徑112上利用第一最大消息大小，並表明它們是否可遵守該請求。在沒有接收到請求確認的情況下、和/或在設備104和/或1022回應表明沒有足夠可用資源的情況下，接著在步驟214，設備1021可再次嘗試和/或表明連接失敗。在預留成功且設備104和1022同意遵守確定的最大消息大小的情況下，接著在步驟412，可開始至設備1022的流量通訊。
圖5是依照本發明實施例的闡述低延遲聯網的示例性步驟的流程圖。參考圖5，當設備1021具有通過預留網路路徑(例如路徑112或路徑110)通訊的流量時，示例性步驟可開始於步驟502。在步驟504，設備1021可確定待通訊 流量的延遲敏感度。例如，如果流量涉及車輛控制和/或安全系統，設備1021可確定該流量需要低延遲。相反，如果流量是用於娛樂，那麼設備1021可確定該流量可承受較高延遲。在步驟506，基於在步驟504確定的延遲請求和基於沿網路路徑可用的資源，設備1021可確定通訊該流量的最大消息大小。例如，如果沿路徑的均為高速率鏈路，那麼可利用較大的最大消息大小；如果沿路徑的一個或多個鏈路為低速率的，那麼較小的最大消息大小可能是必要的。
在步驟508，可沿網路路徑向設備通訊確定的最大消息大小。一旦接收到這一資訊，沿該路徑的每個設備可配置其自身，從而遵守該路徑上通訊的確定的最大消息大小。每個設備可通過向設備1021發送回應來確認這一配置。在步驟510，設備1021可開始在網路路徑上通訊流量。
圖6是依照本發明實施例的低延遲聯網的示例性步驟的流程圖。參考圖6，示例性步驟可開始於步驟602，在所述步驟中設備104接收到確定的最大消息大小和將該確定的最大消息大小用於特定網路路徑上通訊的請求。在步驟604，如果設備104不支援每路徑和/或每鏈路最大消息大小，那麼示例性步驟可前進至步驟610，並且可將設備104失敗確認該請求視為拒絕請求。返回步驟604，如果設備104的確支援每路徑或每鏈路最大消息大小，那麼示例性步驟可前進至步驟606。在步驟606，如果設備104沒有足夠可用資源來滿足預留請求，那麼在步驟612設備104可拒絕預留請求。返回步驟606，如果設備104的確具有足夠可用資源來滿足預留請求，那麼在步驟608，設備104可按照請求預留資源、確認預留、並使其自身為開始接收和發送 流量做好準備。
提供低延遲聯網的方法及系統的各個方面。在本發明的示例性實施例中，可確定將沿網路路徑112通訊的流量的延遲需求，所述網路路徑包括一個或多個乙太網鏈路114。可基於該延遲需求確定用於通訊流量的乙太框的最大大小。可沿網路路徑112向設備通訊一個或多個資訊，所述一個或多個資訊表明確定的最大大小。可基於沿網路路徑112的一個或多個乙太網鏈路114的資料速率確定乙太框的最大大小。當流量涉及汽車控制系統和/或安全系統時，乙太框的最大大小可確定為第一較小值。當流量為非關鍵性時，例如，當它不涉及車輛控制和/或安全系統時，乙太框的最大大小可確定為第二較大值。一旦接收到沿網路路徑112的每個設備104和1022遵守確定的、用於在網路路徑112上通訊的最大乙太框大小的指示，網路設備1021開始通訊流量。網路設備1021可與沿網路路徑112的設備1022和104通訊，從而為沿網路路徑112的流量通訊預留資源，所述流量通訊為確定的最大大小的乙太框形式。
在本發明的各個實施例中，網路設備104可接收將在特定網路路徑(例如路徑112)上使用的、確定的最大乙太框大小的指示。當在該網路路徑112上傳送時，可配置網路設備104的一個或多個部分，以便該網路設備104遵守確定的最大乙太框大小；但設備104可利用其他路徑和/或鏈路上的其他最大消息大小。網路設備104可使將在網路路徑112上通訊的流量分包為小於或等於確定的最大乙太框大小的乙太框。網路設備104可發送一個或多個消息，所述一個或多個消息表明，當在該網路路徑112上通訊時， 它將遵守確定的最大乙太框大小。確定的最大乙太框大小可能基於將在網路路徑112上通訊的流量的延遲需求。乙太框的最大大小可基於與網路路徑的一個或多個鏈路114關聯的資料速率。
本發明的另一實施例提供一種機器和/或電腦可讀記憶體和/或介質，其上存儲的機器代碼和/或電腦程式具有至少一個可由機器和/或電腦執行的程式碼片段，使得機器和/或電腦能夠實現本文所描述的低延遲聯網的方法及系統的步驟。
相應地，本發明可以通過硬體、軟體，或者軟、硬體結合來實現。本發明可以在至少一個電腦系統中以集中方式實現，或者由分佈在幾個互連的電腦系統中的不同部分以分散方式實現。任何可以實現所述方法的電腦系統或其它設備都是可適用的。常用軟硬體的結合可以是安裝有電腦程式的通用電腦系統，通過安裝和執行所述程式控制電腦系統，使其按所述方法運行。在電腦系統中，利用處理器和存儲單元來實現所述方法。
本發明還可以通過電腦程式產品進行實施，所述套裝程式含能夠實現本發明方法的全部特徵，當其安裝到電腦系統中時，通過運行，可以實現本發明的方法。本申請文件中的電腦程式所指的是：可以採用任何程式語言、代碼或符號編寫的一組指令的任何運算式，該指令組使系統具有資訊處理能力，以直接實現特定功能，或在進行下述一個或兩個步驟之後，a)轉換成其它語言、代碼或符號；b)以不同的格式再現，實現特定功能。
本發明是通過幾個具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當理解，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以對本發明進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本發明做各種修改，而不脫離本發明的範圍。因此，本發明不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本發明申請專利範圍範圍內的全部實施方式。
1021-1023‧‧‧網絡設備
104‧‧‧網絡設備
1141-114N‧‧‧網絡鏈路
1061-106M‧‧‧網絡埠子系統
1081-108N‧‧‧網絡埠子系統
112‧‧‧示例性路徑
202‧‧‧控制和管理子系統
204‧‧‧處理器
206‧‧‧記憶體
208‧‧‧控制信號
210‧‧‧交換結構子系統
216‧‧‧鏈路
2161-216N‧‧‧物理鏈路
302‧‧‧主機
304‧‧‧處理器
306‧‧‧記憶體
圖1是依照本發明實施例的示例性乙太網的示意圖。
圖2是依照本發明實施例的示例性網路設備的框圖。
圖3是依照本發明實施例的示例性網路設備的框圖。
圖4是依照本發明實施例的低延遲聯網的示例性步驟的流程圖。
圖5是依照本發明實施例的低延遲聯網的示例性步驟的流程圖。
圖6是依照本發明實施例的低延遲聯網的示例性步驟的流程圖。

Claims (10)

  1. 一種低延遲聯網方法，其特徵在於，所述方法包括：在網路設備中：自記憶體獲取將傳送的流量之特徵，並接著確定將沿網路路徑通訊的流量的延遲需求，所述網路路徑包括一個或多個乙太網鏈路，其中所述延遲需求表示通訊的所述流量的延遲敏感度；基於所述延遲需求確定用於通訊所述流量的乙太框的最大大小；為通訊所述流量的所述乙太框的最大大小向將沿網路路徑通訊所述流量的一個或多個設備預留資源，其中所述預留包括傳送預留請求給所述一個或多個設備與自所述一個或多個設備接收請求確認，其中所述一個或多個設備支持所述最大乙太框大小；以及沿所述網路路徑向所述一個或多個設備發送一個或多個資訊，所述一個或多個資訊表明所述確定的最大大小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之低延遲聯網方法，其中所述方法包括通過所述網路設備、基於沿所述網路路徑的一個或多個鏈路的資料速率確定所述乙太框的所述最大大小。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之低延遲聯網方法，其中所述方法包括：當所述流量涉及汽車控制系統和/或安全系統時，通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第一較小值；以及否則通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第二較大值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之低延遲聯網方法，其中所述方法包括：當所述流量控制自動化工廠設備時，通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第一較小值；以及否則通過所述網路設備將所述乙太框的所述最大大小確定為第二較大值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之低延遲聯網方法，其中當在所述網路路徑上通訊時，一旦接收到沿所述網路路徑的每個所述設備遵守所述確定的最大大小的指示，所述網路設備開始通訊所述流量。
  6. 一種低延遲聯網方法，其特徵在於，所述方法包括：在網路設備中：接收來自於來源設備的將用於網路路徑的、確定的最大乙太框大小的指示，所述來源設備自其記憶體獲取將傳送的流量之特徵後決定所述最大乙太框大小，其中所述流量之特徵表示將沿所述網路路徑通訊的所述流量的延遲需求，且所述延遲需求表示通訊的所述流量的延遲敏感度；向其他一個或多個網路設備的資源進行預留，以當在所述網路路徑上傳送時，配置所述其他一個或多個網路設備遵守所述確定的最大乙太框大小，其中所述預留包括傳送預留請求給所述其他一個或多個網路設備與自所述其他一個或多個網路設備接收請求確認，且所述其他一個或多個網路設備支持所述最大乙太框大小；以及當在所述網路路徑上傳送所述流量時，向所述其他一個或多個網設備發送一個或多個資訊，以指示所述其他一個或多個網路設備遵守所述確定的最大乙太框大小。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之低延遲聯網方法，其中所述方 法包括將所述網路路徑上的待通訊流量分包為某一大小的乙太框，所述某一大小小於或等於所述確定的最大乙太框大小。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之低延遲聯網方法，其中所述乙太框的所述最大大小基於沿所述網路路徑的最低鏈路速率。
  9. 一種低延遲聯網系統，其特徵在於，所述低延遲聯網系統包括：在網路設備中使用的一個或多個電路，所述一個或多個電路用於：自記憶體獲取將傳送的流量之特徵，並接著確定將沿網路路徑通訊的流量的延遲需求，所述網路路徑包括一個或多個乙太網鏈路，其中所述延遲需求表示通訊的所述流量的延遲敏感度；基於所述延遲需求確定用於通訊所述流量的乙太框的最大大小；為通訊所述流量的所述乙太框的最大大小向將沿網路路徑通訊所述流量的一個或多個設備預留資源，其中所述預留包括傳送預留請求給所述一個或多個設備與自所述一個或多個設備接收請求確認，其中所述一個或多個設備支持所述最大乙太框大小；以及沿所述網路路徑向所述一個或多個設備發送一個或多個資訊，所述一個或多個資訊表明所述確定的最大大小。
  10. 一種低延遲聯網系統，其特徵在於，所述低延遲聯網系統包括：在網路設備中使用的一個或多個電路，所述一個或多個電路用於：接收來自於來源設備的將用於網路路徑的、確定的最大乙太框大小的指示，所述來源設備自其記憶體獲取將傳 送的流量之特徵後決定所述最大乙太框大小，其中所述流量之特徵表示將沿所述網路路徑通訊的所述流量的延遲需求，且所述延遲需求表示通訊的所述流量的延遲敏感度；向其他一個或多個網路設備的資源進行預留，以當在所述網路路徑上傳送時，配置所述其他一個或多個網路設備遵守所述確定的最大乙太框大小，其中所述預留包括傳送預留請求給所述其他一個或多個網路設備與自所述其他一個或多個網路設備接收請求確認，且所述其他一個或多個網路設備支持所述最大乙太框大小；以及當在所述網路路徑上傳送所述流量時，向所述其他一個或多個網設備發送一個或多個資訊，以指示所述其他一個或多個網路設備遵守所述確定的最大乙太框大小。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9973596B2 (en) * 2013-06-19 2018-05-15 Cisco Technology, Inc. Dynamically adjusting frame MTU to support low-latency communication
US9215227B2 (en) * 2013-08-23 2015-12-15 Unisys Corporation Systems and methods for network communications
EP3063640B1 (en) * 2013-10-30 2020-10-07 Intel Corporation A method, apparatus and system for measuring latency in a physical unit of a circuit
DE102014106017A1 (de) * 2014-04-29 2015-10-29 Beckhoff Automation Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Netzwerks und Netzwerkteilnehmer
CN108351392B (zh) 2015-11-20 2021-04-27 皇家飞利浦有限公司 无线耦合用于医学成像系统的高数据速率和实时操作系统以及其操作方法
CN109150722B (zh) * 2017-06-16 2021-03-30 华为技术有限公司 一种业务转发的方法及网络设备
CN112787952B (zh) * 2019-11-08 2024-07-02 华为技术有限公司 一种业务流量调整方法及装置
EP4236256A1 (de) * 2022-09-27 2023-08-30 INOVA Semiconductors GmbH Initialisieren einer systemanordnung zum paketbasierten übertragen von daten

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252855B1 (en) 1997-12-22 2001-06-26 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for identifying a maximum frame size to maintain delay at or below an acceptable level
US6473814B1 (en) * 1999-05-03 2002-10-29 International Business Machines Corporation System for optimally tuning a burst length by setting a maximum burst length based on a latency timer value and adjusting the maximum burst length based on a cache line size
US8346971B2 (en) * 1999-05-04 2013-01-01 At&T Intellectual Property I, Lp Data transfer, synchronising applications, and low latency networks
US6542941B1 (en) * 1999-09-30 2003-04-01 Intel Corporation Efficient command delivery and data transfer
US20030041165A1 (en) 2001-08-24 2003-02-27 Spencer Percy L. System and method for group video teleconferencing using a bandwidth optimizer
KR20030095995A (ko) 2002-06-14 2003-12-24 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 미디어 전송방법 및 그 송신장치 및 수신장치
US20050038946A1 (en) * 2003-08-12 2005-02-17 Tadpole Computer, Inc. System and method using a high speed interface in a system having co-processors
US7206866B2 (en) * 2003-08-20 2007-04-17 Microsoft Corporation Continuous media priority aware storage scheduler
US7426181B1 (en) * 2004-03-26 2008-09-16 Packeteer, Inc. Slow-start adaptive mechanisms to improve efficiency of bandwidth allocation
US7702006B2 (en) * 2005-07-05 2010-04-20 Microsoft Corporation Adjustment of transmission data rate based on data errors and/or latency
US20070091922A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Steven Elliot Method and apparatus for adaptive bandwidth control with a bandwidth guarantee
US8103809B1 (en) * 2009-01-16 2012-01-24 F5 Networks, Inc. Network devices with multiple direct memory access channels and methods thereof
EP2309678B1 (en) * 2009-10-08 2013-04-24 Nxp B.V. An ethernet network component
US8214553B2 (en) * 2010-02-01 2012-07-03 Oracle America, Inc. Virtualization of an input/output device for supporting multiple hosts and functions
US8514715B2 (en) * 2010-04-22 2013-08-20 Akamai Technologies, Inc. Congestion window control based on queuing delay and packet loss

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