TWI789116B

TWI789116B - 具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統及其通訊方法

Info

Publication number: TWI789116B
Application number: TW110142393A
Authority: TW
Inventors: 林喬彝; 呂國正
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2021-11-15
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2023-01-01
Also published as: US20230155946A1; TW202322601A

Abstract

一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統，包含：複數站點裝置、複數網格網路裝置及入口網路裝置。入口網路裝置配置以：使站點裝置透過網格網路裝置及入口網路裝置與外部網路通訊；偵測與站點裝置相關的向外及向內資料流；依據向外及向內資料流對應的裝置優先權資訊及相對流量大小資訊對向外及向內資料流進行優先權排序，以產生向外及向內優先權排序資訊；以及傳送向外及向內優先權排序資訊至網格網路裝置，以使網格網路系統依照向外及向內優先權排序資訊分別傳輸向外及向內資料流。

Description

具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統及其通訊方法

本發明是關於網路通訊技術，尤其是關於一種具有資料流傳輸排序機制的網格(mesh)網路系統及其通訊方法。

網路拓撲(Network topology)是通信網絡元素的佈置方式，可以用於定義或描述各種類型的電信網路佈置方法。網路拓樸有很多種形式，傳統的如星狀(Star)、樹狀(Tree)等等，而「網狀網路」也屬於其中之一。

和星狀、樹狀網路拓樸相較，網狀無線網路系統的最大特色，就在於它每個節點都能夠作為路由器或終端設備，而各個節點相互連線、溝通，就像網子一樣互相連結。然而，當網狀網路進行多個資料流的傳輸時，並未具有區分資料流間的重要性的機制。資料流因而無法依據優先權傳送，導致網路傳輸效率的下降。

鑑於先前技術的問題，本發明之一目的在於提供一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統及其通訊方法，以改善先前技術。

本發明包含一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統，包含：複數站點裝置、複數網格網路裝置以及入口(portal)網路裝置。入口網路裝置連接於外部網路以及網格網路裝置間，配置以：使站點裝置透過網格網路裝置以及入口網路裝置與外部網路通訊；偵測與站點裝置相關的複數向外資料流以及複數向內資料流；依據向外資料流以及向內資料流對應的裝置優先權資訊以及相對流量大小資訊分別對向外資料流以及向內資料流進行優先權排序，以產生向外優先權排序資訊以及向內優先權排序資訊；以及傳送向外優先權排序資訊以及向內優先權排序資訊至網格網路裝置，以使網格網路系統依照向外優先權排序資訊以及向內優先權排序資訊分別傳輸向外資料流以及向內資料流。

本發明更包含一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統通訊方法，包含：由連接於外部網路以及複數網格網路裝置間的入口網路裝置使複數站點裝置透過網格網路裝置以及入口網路裝置與外部網路通訊；由入口網路裝置偵測與站點裝置相關的複數向外資料流以及複數向內資料流；由入口網路裝置依據向外資料流以及向內資料流對應的裝置優先權資訊以及相對流量大小資訊分別對向外資料流以及向內資料流進行優先權排序，以產生向外優先權排序資訊以及向內優先權排序資訊；以及由入口網路裝置傳送向外優先權排序資訊以及向內優先權排序資訊至網格網路裝置，以使網格網路系統依照向外優先權排序資訊以及向內優先權排序資訊分別傳輸向外資料流以及向內資料流。

有關本案的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

100:網格網路系統

110:站點裝置

120:網格網路裝置

130:入口網路裝置

DS:向內優先權排序資訊

EXT:外部網路

FI1~F14:向內資料流

FO1~FO4:向外資料流

PR:向外優先權排序資訊

200:網格網路系統通訊方法

S210~S240:步驟

〔圖1〕分別顯示本發明之一實施例中，一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統的方塊圖；以及〔圖2〕顯示本發明一實施例中，一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統通訊方法的流程圖。

本發明之一目的在於提供一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統及其通訊方法，依據入口網路裝置的偵測決定向外資料流以及向內資料流的優先權排序，並將優先權排序資訊傳送至網格網路系統中的網格網路裝置，使整體網格網路系統均可根據優先權排序資訊進行向外資料流以及向內資料流的傳輸，提升整個系統的資料傳輸效率。

請參照圖1。圖1顯示本發明之一實施例中，一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統100的方塊圖。網格網路系統100包含：複數站點裝置110、複數網格網路裝置120以及入口網路裝置130。

站點裝置110可為例如，但不限於具有網路通訊功能的智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦或桌上型電腦。網格網路裝置120以及入口網路裝置130分別為存取點。其中，網格網路裝置120之間藉由無線網路建立例如，但不限於以虛線繪示的網格鏈結(mesh link)，而站點裝置110可與網格網路裝置120間建立例如，但不限於以實線繪示的基本服務集(basic service set；BSS)鏈結。入口網路裝置130則連接於外部網路EXT以及網格網路裝置120間。

藉由上述的網路連接方式，入口網路裝置130可使站點裝置110透過網格網路裝置120以及入口網路裝置130，與外部網路EXT進行通訊。

入口網路裝置130配置以偵測與站點裝置110相關的複數向外資料流FO1~FO4以及複數向內資料流FI1~F14。

在網格網路系統100進行傳輸的資料流可由例如，但不限於站點裝置110根據所運行的程式所建立，以進行語音、影像或其他類型的資料的傳輸。由於網格網路系統100須經由入口網路裝置130與外部網路EXT進行通訊，因此入口網路裝置130可偵測所有入口網路裝置130與外部網路EXT間進行傳輸的資料流。依不同的資料傳輸方向，資料流可區分為圖1所示的向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~F14。

向外資料流FO1~FO4為網格網路系統100由內部節點往外部網路EXT傳輸的資料流，例如但不限於依序自站點裝置110透過網格網路裝置120以及入口網路裝置130傳送至外部網路EXT的資料流。向內資料流FI1~F14為網格網路系統100自外部網路EXT向內部節點傳輸的資料流，例如但不限於依序自外部網路EXT透過入口網路裝置130以及網格網路裝置120傳送至站點裝置110的資料流。

入口網路裝置130配置以依據向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~F14對應的裝置優先權資訊以及相對流量大小資訊(未繪示)分別對向外資料流以及向內資料流進行優先權排序，以產生向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS。

於一實施例中，站點裝置110可經由設定而位於站點裝置白名單、位於站點裝置黑名單，亦或均不位於兩個名單。入口網路裝置130配置以依據向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~F14對應的站點裝置110是否位於站點裝置白名單或站點裝置黑名單，決定裝置優先權資訊。

於一實施例中，入口網路裝置130判斷位於站點裝置白名單的站點裝置110所建立的資料流具有較高的優先權，位於站點裝置黑名單的站點裝置110所建立的資料流具有較低的優先權，而均不位於兩個名單的站點裝置110所建立的資料流則具有介於上述兩者間的優先權。

於一實施例中，站點裝置白名單以及站點裝置黑名單可根據站點裝置110的識別資訊，例如但不限於媒體存取控制(media access control；MAC)位址，來進行記錄。因此，入口網路裝置130是依據向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~F14所對應的各站點裝置110的識別資訊與站點裝置白名單以及站點裝置黑名單紀錄的內容比對，來進行判斷。

於一實施例中，入口網路裝置130配置以依據向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~F14之間相對的流量大小決定相對流量大小資訊。舉例而言，部分資料流是用以傳輸影像而具有較大的流量。部分資料流是用以傳輸語音而具有相對較小的流量。

於一實施例中，入口網路裝置130判斷流量相對較小的資料流具有較高的優先權，流量較大的資料流具有較低的優先權。

入口網路裝置130進一步依據裝置優先權資訊以及相對流量大小資訊，使向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~F14依對應站點裝置白名單、具有相對小流量、具有相對大流量以及對應站點裝置黑名單的順序自高至低進行優先權排序，來產生向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS。

以下將先針對入口網路裝置130對向外資料流FO1~FO4的處理進行說明。

於一實施例中，向外優先權排序資訊PR是用以對各向外資料流FO1~FO4分配優先權等級數值。

舉例而言，裝置優先權資訊以及相對流量大小資訊顯示向外資料流FO1~FO4依序分別具有相對小流量、對應站點裝置黑名單、具有相對大流量以及對應站點裝置白名單。

因此，入口網路裝置130自高至低進行優先權排序的結果將依序為向外資料流FO4、FO1、FO3、FO2。此時，入口網路裝置130可依據對向外資料流FO4、FO1、FO3、FO2分配3、2、1、0的優先權等級數值，並記錄於向外優先權排序資訊PR中。

以下將進一步針對入口網路裝置130對向內資料流FI1~F14的處理進行說明。

於一實施例中，向內優先權排序資訊DS是用以對各向內資料流FI1~F14分配對應於類別欄位的欄位數值。其中，類別欄位為在網格網路系統100傳遞的封包的網際網路協定(Internet protocol；IP)檔頭中的差分服務代碼點(differentiated services code point；DSCP)欄位。

舉例而言，裝置優先權資訊以及相對流量大小資訊顯示向內資料流FI1~F14依序分別具有相對小流量、對應站點裝置黑名單、具有相對大流量以及對應站點裝置白名單。

因此，入口網路裝置130自高至低進行優先權排序的結果將依序為向內資料流FI4、FI1、FI3、FI2。此時，入口網路裝置130可依據對向內資料流FI4、FI1、FI3、FI2，根據差分服務代碼點欄位分配48、32、0、8的欄位數值，並記錄於向內優先權排序資訊DS中。

於一實施例中，入口網路裝置130傳送向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS至網格網路裝置120。須注意的是，為求圖面整潔，在圖1中僅在入口網路裝置130繪示出向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS。實際上，在經過入口網路裝置130的傳送後，網格網路裝置120將均儲存有向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS。

網格網路系統100可依照向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS分別傳輸向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~F14。

根據向外優先權排序資訊PR，包括入口網路裝置130、網格網路裝置120的網格網路系統100將對應向外資料流FO1~FO4的優先權等級數值，設定優先權佇列進行封包傳送。因此，當上述裝置接收到資料流的封包時，將依照3、2、1、0的優先權等級數值，使向外資料流FO4、FO1、FO3、FO2分別以最高至最低的優先權順序傳輸。

另一方面，根據向內優先權排序資訊DS，入口網路裝置130對各向內資料流FI1~FI4的各複數封包中的差分服務代碼點欄位設定欄位數值，向網格網路裝置120以及站點裝置110進行封包傳送。網格網路裝置120將根據向內優先權排序資訊DS，依差分服務代碼點欄位的欄位數值對應的WiFi多媒體(Wi-Fi Multimedia；WMM)存取分類進行封包傳送。

更詳細的說，在例如但不限於IEEE 802.11e的標準中，定義了差分服務代碼點欄位與WiFi多媒體存取分類之間的映射關係。其中，當欄位數值為48時，WiFi多媒體存取分類為語音(voice)；當欄位數值為32時，WiFi多媒體存取分類為影片(video)；當欄位數值為0時，WiFi多媒體存取分類為盡力(best effort)當欄位數值為8時，WiFi多媒體存取分類為背景(background)。

其中，上述WiFi多媒體存取分類的優先權由高至低依序為語音、影片、盡力以及背景。

因此，具有向內優先權排序資訊DS的網格網路裝置120，將可在收到向內資料流FI1~FI4的封包時，根據差分服務代碼點欄位的欄位數值映射為對應的WiFi多媒體存取分類，並依照WiFi多媒體存取分類來進行資料流的封包傳輸。

藉由上述的機制，網格網路系統100可依據入口網路裝置130的偵測決定向外資料流以及向內資料流的優先權排序，並將優先權排序資訊傳送至網格網路系統100中的網格網路裝置120，使整體網格網路系統100均可根據優先權排序資訊進行向外資料流以及向內資料流的傳輸，提升整個系統的資料傳輸效率。

須注意的是，上述以優先權等級數值與差分服務代碼點欄位設定優先權的方式僅為一範例。於其他實施例中，網格網路系統100亦可採用其他方式設定向外資料流以及向內資料流的優先權。本發明並不限於此。

請參照圖2。圖2顯示本發明一實施例中，一種具有資料流傳輸排序機制的網格網路系統通訊方法200的流程圖。

除前述裝置外，本發明另揭露一種網格網路系統通訊方法200，應用於例如，但不限於圖1的網格網路系統100中。網格網路系統通訊方法200之一實施例如圖2所示，包含下列步驟：

於步驟S210，由連接於外部網路EXT以及網格網路裝置120間的入口網路裝置130使站點裝置110透過網格網路裝置120以及入口網路裝置130與外部網路EXT通訊。

於步驟S220，由入口網路裝置130偵測與站點裝置110相關的向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~FI4。

於步驟S230，由入口網路裝置130依據向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~FI4對應的裝置優先權資訊以及相對流量大小資訊分別對向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~FI4進行優先權排序，以產生向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS。

於步驟S240，由入口網路裝置130傳送向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS至網格網路裝置120，以使網格網路系統100依照向外優先權排序資訊PR以及向內優先權排序資訊DS分別傳輸向外資料流FO1~FO4以及向內資料流FI1~FI4。

需注意的是，上述的實施方式僅為一範例。於其他實施例中，本領域的通常知識者當可在不違背本發明的精神下進行更動。

綜合上述，本發明中的網格網路系統及其通訊方法可依據入口網路裝置的偵測決定向外資料流以及向內資料流的優先權排序，並將優先權排序資訊傳送至網格網路系統中的網格網路裝置，使整體網格網路系統均可根據優先權排序資訊進行向外資料流以及向內資料流的傳輸，提升整個系統的資料傳輸效率。

雖然本案之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本案，本技術領域具有通常知識者可依據本案之明示或隱含之內容對本案之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本案所尋求之專利保護範疇，換言之，本案之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。