TWI713329B - 於乙太網路交換器中用於排程訊框之多工方法、網路系統、網路處裡裝置及電腦程式產品 - Google Patents

於乙太網路交換器中用於排程訊框之多工方法、網路系統、網路處裡裝置及電腦程式產品 Download PDF

Info

Publication number
TWI713329B
TWI713329B TW106107550A TW106107550A TWI713329B TW I713329 B TWI713329 B TW I713329B TW 106107550 A TW106107550 A TW 106107550A TW 106107550 A TW106107550 A TW 106107550A TW I713329 B TWI713329 B TW I713329B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
frame
buffer
transmission
section
frames
Prior art date
Application number
TW106107550A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201737665A (zh
Inventor
克里斯多夫 曼金
Original Assignee
日商三菱電機股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商三菱電機股份有限公司 filed Critical 日商三菱電機股份有限公司
Publication of TW201737665A publication Critical patent/TW201737665A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI713329B publication Critical patent/TWI713329B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
    • H04L47/6215—Individual queue per QOS, rate or priority
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/31—Flow control; Congestion control by tagging of packets, e.g. using discard eligibility [DE] bits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/56—Queue scheduling implementing delay-aware scheduling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/58—Changing or combining different scheduling modes, e.g. multimode scheduling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
    • H04L47/625—Queue scheduling characterised by scheduling criteria for service slots or service orders
    • H04L47/6275—Queue scheduling characterised by scheduling criteria for service slots or service orders based on priority
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/35—Switches specially adapted for specific applications
    • H04L49/351—Switches specially adapted for specific applications for local area network [LAN], e.g. Ethernet switches
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/90—Buffering arrangements
    • H04L49/9047—Buffering arrangements including multiple buffers, e.g. buffer pools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

本發明係關於一種用於多工數據訊框之方法，在封包交換類型網路中。該網路包括一個或數個交換器，具有：- 第一複數個接收端口，接收該數據訊框，以及- 第二複數個傳輸端口，用於傳輸至少該數據訊框之區段，每一個訊框包含數據欄位，該數據欄位包括關於用於傳輸該訊框之優先權之指標的資訊。尤其，時脈是提供至該交換器以便施加每一個訊框之接收的時戳於每一個接收端口中，並且記憶體媒介復提供以便暫時儲存每一個接收的訊框及其時戳。該方法接著包括以下步驟：a)提供複數個記憶體緩衝區，與個別的優先權之指標關聯，每一個緩衝區包括一個佇列的訊框，該訊框具有相同的優先權之指標，b)依據選定的緩衝區中所接收的訊框的優先權之指標分類該訊框，c)在每一個緩衝區中，依據尋該訊框的個別時戳來分類該 訊框，以將每一個緩衝區中的該佇列的訊框從該佇列之頂端上之最早接收的訊框至該佇列之底部處之最近接收的訊框加以排序，以及d)以依據待傳輸之每一個訊框之優先權之指標所決定之順序、以及以該訊框或該佇列中與該訊框之該優先權的指標關聯的待傳輸之區段的訊框之順序，將該訊框或該區段的訊框饋送該傳輸端口。

Description

於乙太網路交換器中用於排程訊框之多工方法、網路系統、網路處理裝置及電腦程式產品
本發明係關於封包交換網路，諸如乙太網路。
直到最近，乙太網路交換已經依據簡單的多工技術而未具有流量塑形特徵，諸如先進先出佇列及轉發優先權。
利用該IEEE 802.1Qav標準(對於“用於時間敏感串流之轉發及佇列(FQTSS,Forwarding and Queuing for Time-Sensitive Streams)”)，該標準為部分該“乙太網路AVB”標準版本，每個類別的流量塑形已經導入以處理速率受限的流量。
利用乙太網路時間敏感網路(TSN,Time Sensitive Networking)，另一個流量塑形方案已經加入用於程流量之支援：802.1Qbv(用於排程流量之增強)。這種多工機制在用於不同的流量類別所保留之時間窗口中組織化交換器輸出端口之該傳輸多工。這使得在特定位置處即時保留用於訊框之傳輸的時間間隔之精確定義(該間隔之絕 對開始及結束時間)成為可能，該訊框可以僅受到嚴格界定的傳輸等待。
標準802.1Qbv是意在用於橋接器或交換器以支援來自相對於已知時間尺度所排程之佇列之傳輸。該時間尺度是藉由屬於該網域支援的排程流量之所有該節點(交換器)所共享。定時及同步資訊是使用諸如精確時間協定(PTP,Precision Time Protocol,IEEE1558)或廣義精確時間協定(generalised PTP,IEEE 802.1AS)之特殊協定所分配。
如同在第1圖中所顯示，傳輸閘極是與每一個佇列關聯：該閘極(C；o)狀態指示是否佇列訊框可以經選擇用於傳輸。
對於給定的佇列，該閘極可以是位在兩個狀態之其中一個：˙開啟(o)：佇列訊框可以依據與該佇列關聯之該傳輸選擇機制而傳輸，以及˙關閉(C)：佇列訊框並未經選擇用於傳輸。
該佇列是位於閘極控制列表所關聯之給定的端口。該閘極控制列表含有閘極操作之順序列表。每一個閘極操作變更該傳輸閘極狀態。
狀態機控制該閘極控制列表之執行。
若該關聯的閘極是在該關閉的狀態中或者若在該下一個閘極關閉事件之前未具有充分的的時間以傳輸該整個訊框，則傳輸類別佇列之訊框無法傳輸。
IEEE 802.1Qbv提供用於在交換器傳輸端口 之該傳輸連結上精確地保留時間間隔之方法。這些時間間隔是專屬於給定流量類別之排程訊框。
然而，若屬於該相同流量類別之排程訊框從不同的接收端口進入該交換器，並且在該目標傳輸端口上之相同的時間窗口內是欲多工的，則沒有提供用於可以在該傳輸端口時間窗口中定義該多工規則之機制。
本發明旨在改善該情況。
為此目的，本發明旨在用於多工數據訊框之方法，於封包交換類型網路中。該網路(通常為次網路)的至少一部分包括一個或多個交換器，具有：- 第一複數個接收端口，接收該數據訊框，以及- 第二複數個傳輸端口，用於傳輸至少該數據訊框之區段。
每一個訊框包含數據欄位，該數據欄位包括關於用於傳輸該訊框的優先權之指標的資訊。
尤其，時脈是提供至該交換器以便施加每一個訊框之接收的時戳於每一個接收端口中，並且記憶體媒介復提供以便暫時儲存每一個接收的訊框及其時戳。
該方法接著包括以下步驟：a)提供複數個記憶體緩衝區，與個別的優先權指標關聯，每一個緩衝區包括一個佇列的訊框，該訊框具有相同的優 先權之指標，b)依據選定的緩衝區中所接放的訊框的優先權的指標，分類該訊框，c)在每一個緩衝區中，依據尋該訊框的個別時戳來分類該訊框，以將每一個緩衝區中的該佇列的訊框從該佇列之頂端上之最早接收的訊框至該佇列之底部處之最近接收的訊框加以排序，以及d)以依據待傳輸之每一個訊框之優先權之指標所決定之順序、以及以該訊框或該佇列中與該訊框之該優先權的指標關聯的待傳輸之區段的訊框之順序，將該訊框或該區段的訊框饋送該傳輸端口。
本發明之方法依據IEEE 802.1Qbv之該類型之標準可以是便利的(但不必限於)乙太網路。
在此類情況下，有利的是：- 每一個佇列可以是係關於關聯的流量類別於交換器傳輸端口之多工中，- 接著，指定的時間窗口是經保留用於個別的流量類別之訊框或區段之傳輸，並且尤其，在相同的傳輸時間窗口內，用於傳輸之優先權是給定至首先在接收端口中所接收之訊框或區段。
為此目的，該提供的時脈更可以使用於該傳輸端口中以便控制在該前述的時間窗口內之傳輸操作之時序。
再者，該語詞“區段之訊框”意指一個可 能的實施例，其中，該區段來自給定的訊框之預定的分段以便個別地傳輸每一個區段，如同提供於IEEE 802.3br(穿插快速流量(Interspersing Express Traffic))標準中。此類分段之特別具優勢的實施例之更多細節是給定於以申請人之名義之文件EP 15305221.2中。
在實施例中，步驟a)至c)可以執行用於每一個傳輸端口，並且在步驟d)中，以依據用於給定的傳輸端口之待傳輸的連續訊框之優先權之指標所決定之順序，以及以該訊框或該佇列中與該訊框之該優先權的指標關聯之待傳輸之連續的區段的訊框之順序，將該訊框或該區段之訊框饋送至該給定的傳輸端口。
在實施例中，當與高於給定指標之優先權指標關聯之所有緩衝區之傳輸完成時，傳輸與該給定的優先權指標關聯之給定的緩衝區之訊框或區段。
在該實施例中，每一個緩衝區可以是清空的，例如，在該緩衝區含有之該訊框或區段之傳輸之後，並且每一個緩衝區可以具有用於儲存預定最大數量的訊框之最大長度。
該實施例使得可以給定優先權至該最高優先權緩衝區之預定數量的訊框(該數量對應於該緩衝區度)。
再者，在該實施例中，較佳地，在步驟d)中：
d1)相同給定的緩衝區之所有該訊框及/或訊框之區段是 一次連續地傳輸，
d2)接著，與較低優先權指標關聯之緩衝區之所有該訊框及/或訊框之區段是連續地傳輸。
d3)接著，每一個緩衝區之該內容是由新接收的訊框或訊框之區段所取代。
在該實施例中，暫存記憶體在先前訊框或區段之傳輸步驟d1)及d2)期間可以使用於儲存新接收的訊框。該記憶體可以是該上述提供的記憶體媒介的部件。
然而，在替代的實施例中，記憶體緩衝區可以簡單地提供於該記憶體媒介中以便檢查由該接收端口(用於讀取該訊框、檢查本身的循環冗餘校驗(CRC,Cyclic Redundancy Check)、讀取該優先指標)所接收之該訊框。接著，當該訊框之有效性受到確認時，在該變化的實施例中，該訊框可以直接地發送至該傳輸端口之該緩衝區而不需要任何更進一步的處理。因此，在該例子中，並未具有該傳輸緩衝區長度之管理(該緩衝區長度視為足夠長而用於避免任何過載)。
再者。並且尤其，用於該傳輸端口之該上述記憶體媒介及該緩衝區可以是以兩個個別的記憶體區段之形式，或者可以另外為相同的硬體記憶體單元的部件(諸如在下文所描述之該“直通模式(cut-through mode)”中)。
本發明的目的亦在於包括數個接收端口及數個傳輸端口之網路系統(或次網路系統)，包括時脈計數器、記憶體媒介及網路處理裝置，用於執行依據本發明之 方法。此類系統之例子為顯示於第3圖上。
本發明之目的亦在於網路處理裝置(如同在第8圖上作為用於例子之顯示)，用於執行本發明之方法並且包括：- 輸入介面，以接收經由數個接收端口所接收之訊框，- 處理電路，接收時脈輸入以便施加時戳至每一個接收訊框，- 具有記憶體之連結，與該處理電路共同操作，以便暫時儲存每一個訊框於對應於該訊框之傳輸之優先權的指標之緩衝區中，以及於對應於該訊框之該時戳之該緩衝區中之順序中，以及- 輸出介面，將訊框或區段之訊框饋送至傳輸端口，該訊框或該區段之訊框之傳輸時刻視該訊框或該區段之訊框所屬之緩衝區以及該訊框或該區段之訊框在該緩衝區中之位置而定。
本發明之目的亦在於電腦程式產品(或者在於非暫時媒介儲存此類的電腦程式產品)，包括指令，該指令當藉由處理器運行時，執行本發明之方法。此類電腦程式之可能的演算法可以藉由在第9圖上顯示作為實施例之例子之該流程圖所表示。
本發明藉由例子而作說明，並且並非藉由在該附加的圖面之該圖式中所限定，其中類似圖式標號意指類似的元件。
10‧‧‧訊框識別及轉發模組
11‧‧‧時脈
12‧‧‧記憶體媒介
110‧‧‧輸入介面
111‧‧‧處理電路
112‧‧‧輸出介面
S1至S12‧‧‧步驟
第1圖係顯示具有如同在標準802.1Qbv所提出的閘極之傳輸選擇，第2圖係顯示依據本發明在裝置之傳輸端口中之訊框傳輸順序之例子，第3圖係顯示具有通用四個端口交換器架構為本發明之實施例之說明的例子之網路系統，第4圖係顯示用於執行本發明之特定的實施例之排程訊框識別，第5圖係顯示排程訊號框數據路徑，在儲存及轉發模式下，作為實施例之說明的例子，第6圖係顯示第5圖之替代的實施例，即“直通訊框轉發”，第7圖係顯示用於執行本發明之實施例之類別佇列數據結構，第8圖係顯示依據本發明之實施例包括用於執行該方法之元件之網路處理裝置，以及第9圖係顯示依據本發明之實施例之用於執行該方法之演算法之例子。
本發明提出一種機制，該機制利用在考量的網路或次網路中對於所有該節點是常見的之參考時脈的存在。該時脈出現在該交換器之該接收及傳輸端口。在該接收的端口中，該時脈是使用以時間戳記該傳入的訊框， 意即將每一個接收的訊框關聯於該訊框的第一位元被接收的時間。在該傳輸端口中，該時脈是經由使用以控制該802.1Qbv傳輸閘極操作之時序。
在該關聯的時間窗口內屬於相同的流量類別之該排程訊框之傳輸順序，是由該時脈所給定之其相對的時戳之該順序所定義。該訊框時戳是以增量順序而分類。因此屬於相同的類別之該訊框是以在該不同的接收端口上之本身抵達的時間之該增量順序中而傳輸，如同在第2圖中所顯示。
連續的訊框f11、f12、f13是接收於第一接收端口”Rx端口1”中，而其它連續的訊框f21、f22、f23及f31、f32、f33則是分別地由其它接收端口，“Rx端口2”及“Rx端口3”，所接收。
在第2圖之該說明的例子中，每一個框架是意在由相同的傳輸端口“Tx端口”所傳輸。
再者，每一個訊框是標示為屬於特定流量類別：每一個訊框包括數據欄位，該數據欄位包括用於傳輸之優先權之指標(意即流量類別之指標)。每一個訊框在其接收處，均被指定具有接收時戳並且經由讀取以便決定：- 本身的流量類別，以及- 意在傳輸該訊框之該傳輸端口。
接著，每一個訊框依據本身的流量類別是儲存於特定的緩衝區內，SFC1、SFC2、SFC3：每一個緩衝區接著係關於對應的排程訊框類別。然而，在每一個緩衝 區中，該訊框是依據本身的時戳而排序。因此，例如對於該第一類別訊框SFC1，訊框f21首先被接收：接著該訊框f21將是緩衝區將會傳輸之第一訊框，接著該第二訊框為f32，並且接著為f13。接著，傳輸端口“Tx端口”將傳輸該緩衝區SFC1之所有該訊框，接著為該緩衝區SFC2之所有該訊框等等。
這種機制保證，在相同的流量類別中，該訊框由於多工經歷最少的等待時間，並且接著強制執行該排程流量之該低等待特質。
第3圖顯示在該顯示的例子中具有四個端口之交換器架構之例子。尤其，該提議的機制可以實現於交換器中，依據如同在第3圖中所顯示之通用數據路徑。訊框識別及轉發模組10與時脈11共同操作或包含時脈11，以便指定時戳給經由該Rx端口1至4的每一個接收的訊框。該模組10與記憶體媒介12共同操作或包含記憶體媒介12，包括：- 非暫時記憶體區段，用於儲存依據本發明之目的之電腦程式之非暫時指令，- 以及暫時記憶體區段，用於暫時地儲存具有本身相對的時戳之該接收的訊框。
該記憶體媒介12可以與每一個傳輸端口Tx端口1至4之記憶體緩衝區SFC1、SFC2、SFC3共同操作或包含每一個傳輸端口Tx端口1至4之記憶體緩衝區SFC1、SFC2、SFC3，用於暫時地儲存在每一個緩衝區中之 佇列之訊框，該訊框在每一個緩衝區中為依據本身的時戳而排序(從在該佇列之頂端上之最早接收的訊框，至到在該佇列之底部處之最近接收的訊框)。
記憶體12之該暫時的記憶體區段可以不同於該緩衝區(以便在發送該訊框至該緩衝區之前組織具有本身的時戳之該訊框之記錄)或者可以簡單地對應於該緩衝區本身(用於每一個傳輸端口)。
參考第8圖，該訊框識別及轉發模組10可以實現作為用於執行本發明之方法之處理網路裝置，並且包括：- 輸入介面110，以接收經由數個接收端口RxPi所接收之訊框FR，- 處理電路111，接收時脈輸入CLK以便施加時戳至每一個接收的訊框，- 具有該記憶體12的連結，與該處理電路共同操作，以便暫時儲存每一個訊框於對應於該訊框之傳輸之優先權的指標之緩衝區中(例如該上述訊框類別)，以及於對應於該訊框之該時戳之該緩衝區中之順序中(如同在第2圖之該例子中所顯示)，以及- 輸出介面112，將訊框或區段之訊框饋送至傳輸端口TxPn，該訊框或該區段之訊框之傳輸時刻視該訊框或該區段之訊框所屬之緩衝區以及該訊框或該區段之訊框在該緩衝區中之位置而定。
特定的實施例現在於下文揭露。
今參考第4圖，排程的訊框可以通常由虛擬區域網路識別碼及優先權等級欄位之該組合而確認，兩者都位在該訊框表頭中。這些參數兩者之該組合接著可以經由使用以決定該排程的訊框所屬之該流量類別，並且因此決定其中經儲存用於傳輸選擇之該佇列。因此，進一步對於該訊框通常包含之電信數據，以及訊框校驗序列(FCS,Frame Check Sequence)欄位(用於訊框整體性檢查)，每一個訊框具有使得能夠決定用於傳輸該訊框之優先權的指標之資訊欄位。
第5圖因此顯示該排程訊框之更完整的數據路徑。在實施例之該例子中，一旦於該接收端口中接收到排程訊框的第一位元組後，該排程訊框就會被時間戳記(time-stamped)。這可以將該訊框對應於其類別而排序於該緩衝區中。該時戳接著為關聯至該訊框數據，並且兩者為連通至該適當的傳輸端口(Tx端口)。一旦讀取該訊框後，適當的傳輸端口便可以決定。例如，該識別轉發模組可以讀取該訊框之表頭欄位以便決定是否該訊框是欲藉由所有該傳輸端口而廣播，或者還是應該藉由用於多重播送傳輸之數個指定的端口所傳輸，或者而是藉由特定傳輸端口(用於單一傳播傳輸)等等。
該時戳之應用可以藉由該訊框識別及轉發模組10所執行，或者，作為變化，藉由該接收端口Rx。該接收端口Rx亦可以負責提供由該傳入的訊框至該訊框識別所提取之輸入資訊及轉發模組10。
此外，接收操作之兩種模式在該Rx端口中是可能的：˙儲存及轉發模式(第5圖)：在詢問該訊框識別及轉發模組10與轉發該訊框至該傳輸端口之前，接收的訊框數據是儲存於(例如記憶體12之)接收緩衝區中以檢查該訊框的訊框校驗序列(訊框整體性檢查)，˙直通模式(第6圖)：依據該訊框識別及轉發模組10之決定，一旦經需要以確認該接收的訊框之該數據是呈現於Rx端口中，該訊框數據是轉移至在該傳輸端口中(在對應的緩衝區中)之該指定的類別序列。如同在第5及6圖中所顯示，該訊框識別及轉發模組10使用由該Rx端口所提供之該訊框數據以決定每一個訊框想要使用的該Tx端口，以及該訊框之該流量類別。該資訊是使用以控制該訊框之該儲存於該選擇的傳輸類別佇列中。
該類別佇列是配置作為訊框緩衝區，該訊框緩衝區可以寫入具有來自該Rx端口之訊框數據及經由讀取以提供欲經由該類別佇列所屬之該Tx端口所傳輸之該訊框數據。
每一個類別佇列是組織於訊框區段中之雙端口記憶體。每一個訊框區段可以含有整個訊框或分段的訊框。在本發明之內容中之訊框分割方法可以如同揭露於以該申請人之名義之文獻EP 15305221.2中。該實施例是顯示於第1圖中。每一個區段是與區段描述器關聯。該區段描述器含有長度欄位及指標欄位。該長度欄位指示儲存於 該訊框區段中之該訊框數據之該真實的長度。若該訊框區段含有整個訊框或該最後分段的訊框，該指標欄位含有不論是指標指向含有分段的相同訊框之該下一個訊框區段或是”訊框結束”標記。
該類別佇列亦嵌入經分類以本身數值之增量順序之時戳佇列，該時戳佇列儲存關聯儲存於該訊框緩衝區中之每一個訊框之該時戳。每當新的訊框是儲存於該訊框緩衝區中時，該時間戳記佇列的元素便會分類。
依據在802.1Qbv中所描述之該傳輸選擇機制，該傳輸端口讀取該類別佇列。
當該對應的802.1Qbv閘極是開啟時，類別佇列是選擇用於傳輸(意即讀取)，如同已知並未在此再次揭露之來自該802.1Qbv標準。
依據本發明之主要的原理，在該選擇的類別佇列中之該訊框之該讀取順序是藉由本身關聯的時戳之該順序所給定。
第9圖依據本發明之目的為表示電腦程式之可能的演算法之流程圖。在步驟S1中，訊框TRij、TRij+1等等是連續地接收於每一個接收端口RxPi(步驟S3)中，並且為儲存具有本身相對的時戳TSj於步驟S2中。在步驟S4中，該訊框是依據本身的類別而分類(在讀取用於傳輸之優先權之該指標之後)。因此，對於每一個傳輸端口，K緩衝區將建立(在步驟S5中)並且在每一個緩衝區k中(具有k=1至K)，該訊框(或訊框之區段)是依據該相對的訊框 時戳於步驟S6中而排序。在可能性說明的實施例中，若該緩衝區填入於步驟S7中，用於傳輸之該優先權是授予至對應於類別1之該緩衝區(在步驟S8中k=1)。尤其，在實施例中，若該緩衝區在步驟S9中並不是空的，則該訊框的內容是在步驟S10中傳輸。否則，該下一個類別緩衝區內容(在步驟S11中，k=2)將檢查以便傳輸其所含有的該訊框，以及等等，直到k=K(步驟S12)。在可能的實施例中，當所有該緩衝區是完全地填入訊框時，特定的優先權策略可以實現。例如，該緩衝區之該長度可以是不同的：該較高類別的緩衝區可以較長以便在傳輸較低類別的訊框之前，而給予優先權以傳輸較高類別的訊框。
當然，用於視該排程訊框類別而定之傳輸時刻的指定時間窗口依據如同上文所說明之該標準IEEE 802.3br標準更可以支配在每一個緩衝區中之該訊框之傳輸。
尤其，在循環時間窗口內，優先權是給定用於在較高類別之該緩衝區中之快速訊框之傳輸。較低類別的緩衝區之訊框或訊框的片段(上文稱為“區段”)可以傳輸於在兩個時間窗口之間之該剩餘的時間中。然而，在第9圖之該可能的實施例中，優點可以是採用具有預定長度之緩衝區之使用，如同上文所說明，以便當較高類別之該緩衝區是暫時空的時，亦允許較低的類別訊框之傳輸。尤其，在可能的實施例中，該較高類別的緩衝區之該長度至少可以適合於該循環時間窗口之該持續時間。
因此，本發明可以是嵌入於電腦程式產品中(參考第9圖之上文所描述之演算法)，該產品包括使得在此所描述之該方法能夠實現之所有該特徵，並且當載入於資訊處理系統中時(例如使用者設備或網路元件)，該產品造成該資訊處理系統執行本發明。電腦程式手段或電腦程式在本內容中意指意在造成系統具有資訊處理能力之一組指令之以任何語言、程式碼或符號之任何表示以不論是直接地或在針對任何語言之該轉換之後而執行特定功能。此類的電腦程式可儲存在電腦或機器可讀取的媒介上而允許數據、指令、信息或信息封包，以及其它欲由該媒介所讀取之機器可讀取的資訊。該電腦或機器可讀取的媒介可以包含非揮發性記憶體，諸如唯讀記憶體(ROM,Read Only Memory)、快閃記憶體、碟盤驅動記憶體、唯讀記憶光碟及其它之永久儲存器。此外，電腦或機器可讀取的媒介可包含，例如，揮發性儲存器，諸如隨機存取記憶體(RAM,Random Access Memory)，緩衝區、快取記憶體及網路電路。再者，該電腦或機器可讀取媒介可以包括電腦或機器可讀取資訊於暫時狀態媒介中，諸如網路連結及/或網路介面，包含有線網路或無線網路，該媒介允許裝置讀取此類電腦或機器可讀取資訊。
雖然本說明書已經說明及描述目前所考量為本發明之該較佳的實施例，熟習該項技藝之人士將會瞭解的是各種其它修正可以達成，並且可以做等同的替換，而不會違背本發明之該真正的範疇。此外，很多修正可以 達成以使特定的情況適合於本發明之該教示而不會違背在此所描述之該中心發明概念。再者，本發明之實施例並未包含上文所描述之所有的特徵。因此，本發明意在不限於所揭露之該特定的實施例，反而本發明包含落在本發明如同上文廣泛定義之該範疇內之所有的實施例。

Claims (16)

  1. 一種用於多工數據訊框之方法，在封包交換類型網路中將數據框多工化之方法，該網路的至少一部分包括一個或數個交換器，具有：第一複數個接收端口，接收該數據訊框，以及第二複數個傳輸端口，用於傳輸至少該數據訊框之區段，每一個訊框包含數據欄位，該數據欄位包括與用於傳輸該訊框之優先權之指標有關的資訊，其中，時脈是提供至該交換器以便施加每一個訊框之接收的時戳於每一個接收端口中，並且記憶體媒介復提供以便暫時儲存每一個接收的訊框及其時戳，該方法包括以下步驟：a)提供複數個記憶體緩衝區，與個別的優先權之指標關聯，每一個緩衝區包括一個佇列的訊框，該訊框具有相同的優先權之指標，b)依據選定的緩衝區中的該接收的訊框的優先權，先分類該接收的訊框，c)在每一個緩衝區中，再依據該訊框的個別時戳來分類該訊框，以將每一個緩衝區中的該佇列的訊框從該佇列之頂端上之最早接收的訊框至該佇列之底部處之最近接收的訊框加以排序，以及d)以依據待傳輸之每一個訊框之優先權之指標所 決定之順序、以及以該訊框或該佇列中與該訊框之該優先權的指標關聯的待傳輸之區段的訊框之順序，將該訊框或該區段的訊框饋送該傳輸端口；每一個佇列係關於交換器傳輸端口之多工中的關聯的流量類別，指定的時間窗口是經保留用於個別的流量類別之訊框或區段之傳輸，以及其中，在相同的傳輸時間窗口內，用於傳輸之優先權是給定至首先在接收端口中所接收之訊框或區段。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟a)至c)係執行於每一個傳輸端口，並且在步驟d)中，以依據用於給定的傳輸端口之待傳輸的連續訊框之優先權之指標所決定之順序，以及以該訊框或該佇列中與該訊框之該優先權的指標關聯之待傳輸之連續的區段的訊框之順序，將該訊框或該區段之訊框饋送至該給定的傳輸端口。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，當與高於給定指標之優先權指標關聯之所有緩衝區之傳輸完成時，傳輸與該給定的優先權指標關聯之給定的緩衝區之訊框或區段。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，當與高於給定指標之優先權指標關聯之所有緩衝區之傳輸完成時，傳輸與該給定的優先權指標關聯之給定的緩衝區 之訊框或區段。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，每一個緩衝區在其所含有之訊框或區段之傳輸後都是清空的，並且其中，每一個緩衝區具有用於儲存預定最大數量的訊框之最大長度。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，每一個緩衝區在其所含有之訊框或區段之傳輸後都是清空的，並且其中，每一個緩衝區具有用於儲存預定最大數量的訊框之最大長度。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，在步驟d)中：d1)相同給定的緩衝區之所有訊框及/或區段之訊框均是一次連續地傳輸，d2)接著，與較低優先權指標關聯之緩衝區之所有訊框及/或訊框之區段是連續地傳輸，d3)接著，每一個緩衝區之內容由新接收的訊框或區段之訊框所取代。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，在步驟d)中：d1)相同給定的緩衝區之所有訊框及/或區段之訊框均是一次連續地傳輸，d2)接著，與較低優先權指標關聯之緩衝區之所有訊框及/或訊框之區段是連續地傳輸，d3)接著，每一個緩衝區之內容由新接收的訊框或 區段之訊框所取代。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，暫存記憶體在用來在先前訊框或區段之傳輸步驟d1)及d2)期間儲存新接收的訊框。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，暫存記憶體在用來在先前訊框或區段之傳輸步驟d1)及d2)期間儲存新接收的訊框。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之方法，其中，該區段來自給定的訊框之預定的分段以便個別地傳輸每一個區段。
  12. 如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之方法，其中，該網路為依據IEEE 802.1Qbv標準之乙太網路。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該時脈是使用於該傳輸端口中以便控制在該時間窗口內之傳輸操作之時序。
  14. 一種網路系統，包括數個接收端口及數個傳輸端口，包括時脈計數器、記憶體媒介及網路處理裝置，以執行如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之方法。
  15. 一種網路處理裝置，用來執行如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之方法，包括：- 輸入介面，以接收經由數個接收端口所接收之訊框，- 處理電路，接收時脈輸入，以便施加時戳至每一個接收之訊框， - 具有記憶體之連結，與該處理電路共同操作，以便暫時儲存每一個訊框於對應於該訊框之傳輸之優先權的指標之緩衝區中，以及以對應於該訊框之該時戳之該緩衝區中之順序，以及- 輸出介面，將訊框或區段之訊框饋送至傳輸端口，該訊框或該區段之訊框之傳輸時刻視該訊框或該區段之訊框所屬之緩衝區以及該訊框或該區段之訊框在該緩衝區中之位置而定。
  16. 一種電腦程式產品，包括指令，該指令當由處理器運行時執行如申請專利範圍第1至13項中任一項所述之方法。
TW106107550A 2016-03-09 2017-03-08 於乙太網路交換器中用於排程訊框之多工方法、網路系統、網路處裡裝置及電腦程式產品 TWI713329B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16305268.1A EP3217614B1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Multiplexing method for scheduled frames in an ethernet switch
EP16305268.1 2016-03-09
WOPCT/JP2017/003498 2017-01-25
PCT/JP2017/003498 WO2017154418A1 (en) 2016-03-09 2017-01-25 Multiplexing method for scheduled frames in an ethernet switch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201737665A TW201737665A (zh) 2017-10-16
TWI713329B true TWI713329B (zh) 2020-12-11

Family

ID=55587220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106107550A TWI713329B (zh) 2016-03-09 2017-03-08 於乙太網路交換器中用於排程訊框之多工方法、網路系統、網路處裡裝置及電腦程式產品

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10601733B2 (zh)
EP (1) EP3217614B1 (zh)
JP (1) JP6516930B2 (zh)
KR (1) KR102105300B1 (zh)
CN (1) CN108781191A (zh)
TW (1) TWI713329B (zh)
WO (1) WO2017154418A1 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11323384B2 (en) * 2016-07-26 2022-05-03 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Packet processing technique for a communication network
EP3468118B1 (en) * 2017-10-04 2023-10-04 TTTech Computertechnik AG Method and device to configure real-time networks
JP6768625B2 (ja) * 2017-11-17 2020-10-14 株式会社東芝 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム
EP3503485B1 (en) * 2017-12-22 2023-01-25 Marelli Europe S.p.A. Method for managing traffic in a network based upon ethernet switches, vehicle, communication interface, and corresponding computer program product
JP6889126B2 (ja) * 2018-03-20 2021-06-18 株式会社東芝 転送制御装置、転送制御方法及びプログラム
JP7000988B2 (ja) 2018-05-21 2022-01-19 富士通株式会社 パケット転送装置及びパケット転送方法
CN110891026B (zh) * 2018-09-07 2022-11-25 华为技术有限公司 一种流量调度方法、设备及系统
US11108675B2 (en) 2018-10-31 2021-08-31 Keysight Technologies, Inc. Methods, systems, and computer readable media for testing effects of simulated frame preemption and deterministic fragmentation of preemptable frames in a frame-preemption-capable network
JP7030673B2 (ja) * 2018-11-20 2022-03-07 株式会社東芝 送信装置、通信装置、通信システム、送信方法、およびプログラム
CN111385225B (zh) * 2018-12-28 2022-11-22 中兴通讯股份有限公司 一种数据调度方法、计算机装置及计算机可读存储介质
US11005783B2 (en) * 2019-03-22 2021-05-11 Nokia Solutions And Networks Oy Notification of timing mismatches for queues in time sensitive networking
CN110086729A (zh) * 2019-04-28 2019-08-02 神华铁路货车运输有限责任公司 数据的传输方法、装置、系统、计算机设备及存储介质
EP3959847A1 (en) * 2019-06-25 2022-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Computer-implemented method for adapting at least one predefined frame delay
EP3866442B1 (en) * 2020-02-17 2023-06-07 ABB Schweiz AG Interface apparatus between tsn-devices and non-tsn-devices
CN111865825A (zh) * 2020-06-19 2020-10-30 广西电网有限责任公司电力科学研究院 基于优先级的智能化高压开关网络报文发送方法及系统
CN112887226B (zh) * 2021-01-26 2022-07-22 重庆邮电大学 有线无线融合的卫星时间敏感网络队列管理调度方法
CN113114590B (zh) * 2021-03-05 2022-07-26 西安电子科技大学 Tte交换机中as6802同步帧透明传输系统及方法
CN113490084B (zh) * 2021-07-14 2024-04-26 合肥华控天芯科技有限公司 一种支持优先级调度的fc-ae交换机超带宽传输方法
US11973855B2 (en) * 2021-08-25 2024-04-30 Siemens Canada Limited PTP transparent clock with inter-VLAN forwarding
CN114338444B (zh) * 2021-12-27 2024-03-12 西安电子科技大学 Tte交换机的测试方法、系统、存储介质、计算机设备
US11876726B2 (en) * 2022-03-07 2024-01-16 Nxp B.V. Disabling cut-through frame transfer based on a cycle time period and apparatus for disabling

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6108307A (en) * 1997-12-12 2000-08-22 Newbridge Networks Corporation Frame relay priority queses to offer multiple service classes
US20030046414A1 (en) * 2001-01-25 2003-03-06 Crescent Networks, Inc. Operation of a multiplicity of time sorted queues with reduced memory
US7631096B1 (en) * 2002-10-11 2009-12-08 Alcatel Lucent Real-time bandwidth provisioning in a switching device
TW201406109A (zh) * 2012-07-23 2014-02-01 Broadcom Corp ＦｌｅｘＲａｙ通信之乙太網交換機及其通訊方法
US20140071823A1 (en) * 2012-03-08 2014-03-13 Marvell World Trade Ltd. Method and apparatus for transmitting packets in accordance with ieee 802.1 qbv

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5859835A (en) * 1996-04-15 1999-01-12 The Regents Of The University Of California Traffic scheduling system and method for packet-switched networks
FI104671B (fi) * 1997-07-14 2000-04-14 Nokia Networks Oy Kytkentäkenttäjärjestely
JP3526269B2 (ja) * 2000-12-11 2004-05-10 株式会社東芝 ネットワーク間中継装置及び該中継装置における転送スケジューリング方法
JP2002354046A (ja) * 2001-05-23 2002-12-06 Hitachi Ltd パケット中継装置バッファ管理方法
US6967951B2 (en) * 2002-01-11 2005-11-22 Internet Machines Corp. System for reordering sequenced based packets in a switching network
KR100550010B1 (ko) * 2003-11-17 2006-02-08 한국전자통신연구원 힙 데이터 정렬을 이용한 패킷 전송 스케줄링 장치 및 그방법
JP2007306221A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Tohoku Univ ネットワークスイッチ及び通信ネットワーク
WO2011067404A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Napatech A/S An apparatus and a method of parallel receipt, forwarding and time stamping data packets using synchronized clocks
CN103283193B (zh) * 2011-01-04 2016-01-13 纳派泰克股份公司 用于接收和转发数据的装置和方法
US9219693B2 (en) * 2012-02-22 2015-12-22 Marvell World Trade Ltd. Network devices with time aware medium access controller

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6108307A (en) * 1997-12-12 2000-08-22 Newbridge Networks Corporation Frame relay priority queses to offer multiple service classes
US20030046414A1 (en) * 2001-01-25 2003-03-06 Crescent Networks, Inc. Operation of a multiplicity of time sorted queues with reduced memory
US7631096B1 (en) * 2002-10-11 2009-12-08 Alcatel Lucent Real-time bandwidth provisioning in a switching device
US20140071823A1 (en) * 2012-03-08 2014-03-13 Marvell World Trade Ltd. Method and apparatus for transmitting packets in accordance with ieee 802.1 qbv
TW201406109A (zh) * 2012-07-23 2014-02-01 Broadcom Corp ＦｌｅｘＲａｙ通信之乙太網交換機及其通訊方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017154418A1 (en) 2017-09-14
EP3217614B1 (en) 2018-09-19
KR102105300B1 (ko) 2020-04-28
JP6516930B2 (ja) 2019-05-22
JP2018530973A (ja) 2018-10-18
CN108781191A (zh) 2018-11-09
US20190007344A1 (en) 2019-01-03
TW201737665A (zh) 2017-10-16
KR20180108734A (ko) 2018-10-04
EP3217614A1 (en) 2017-09-13
US10601733B2 (en) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI713329B (zh) 於乙太網路交換器中用於排程訊框之多工方法、網路系統、網路處裡裝置及電腦程式產品
TWI601395B (zh) 對網路中之資料框進行流量整形的方法及用於該方法之裝置及電腦程式產品
EP3603007B1 (en) Method, entity and program for transmitting communication signal frames
EP2668753B1 (en) An apparatus and a method for receiving and forwarding data packets
JP2013513272A (ja) 中央制御装置により制御されるデータパケットを受信し記憶する装置および方法
DK2507950T3 (en) Distributed processing of data "frames" using a central processor or multiple adapters that use time stamping
JP7394986B2 (ja) データパケットを送信する方法、及びこの方法を実施する装置
KR101990235B1 (ko) 패킷 교환 네트워크 내의 네트워크 노드에 있어서의 트래픽 관리를 위한 방법 및 네트워크 노드
JP2013513273A (ja) キューの充填レベルの更新を制御することにより帯域幅を節約しながらデータを受信し記憶するアセンブリおよび方法
US7830797B1 (en) Preserving packet order for data flows when applying traffic shapers
JP7191253B2 (ja) パケット交換ネットワークにおいて通信エンティティのコンピューター手段によって実施される方法、並びにそのコンピュータープログラム及びコンピューター可読非一時的記録媒体、並びにパケット交換ネットワークの通信エンティティ
JP2002084298A (ja) データ伝送方法
JP5183460B2 (ja) パケットスケジューリング方法および装置
US20240171518A1 (en) Method implemented in packet-switched network for scheduling transmission of ethernet frame
US20220239397A1 (en) Centralized control of time gates for time sensitive networking (tsn)
JP2002325092A (ja) 通信装置とその優先制御方法、及び優先制御プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees