控制乙太網絡流量的方法
2023-10-11 15:18:49
專利名稱：控制乙太網絡流量的方法
技術領域：
本發明是關於一種控制乙太網絡流量的方法，尤指一種適用於控制半雙工乙太網絡流量的方法。
背景技術：
乙太網絡交換機是用於乙太網絡架構，其功用為儲存來源電腦裝置所輸出的資料封包，並將資料封包傳送至目的電腦裝置，達到資料封包傳遞的目的。如圖1所示，乙太網絡交換機10內部組設有交換機控制器12以及隊列存儲器11，並具有複數個連接埠13-16(例如，RJ-45連接埠)，其中，連接埠13以及16分別以網絡線17及18而分別連接至來源電腦裝置171以及目的電腦裝置181。
當來源電腦裝置171(使用乙太網絡通信協定)欲輸出資料封包至目的電腦裝置181(使用乙太網絡通信協定)時，來源電腦裝置171由網絡線17而將資料封包傳送至連接埠13。交換機控制器12讀取並解析該資料封包，以判斷該資料封包的目的地。假設該資料封包的目的地是為連接至網絡線18的目的電腦裝置181時，交換機控制器12將該資料封包傳送至連接埠16，並由網絡線18而將資料封包輸出目的電腦裝置181。如果網絡線18是處於忙碌的狀態，則交換機控制器12將該資料封包排隊進入(queue)至隊列存儲器11，並依據乙太網絡通信協定而等待一段時間後，再嘗試將資料封包輸出至網絡線18。其中，隊列存儲器11可分配固定儲存空間予每一連接埠13-16，或由連接埠13-16共享整個儲存空間。
然而，當網絡線18一直處於忙碌的狀態，而來源電腦裝置171又一直輸出資料封包至乙太網絡交換機10時，連接埠16所對應的儲存空間皆被來源電腦171裝置所輸出的資料封包所填滿。這將導致後續的資料封包將被乙太網絡交換機10丟棄，而無法傳送至目的電腦裝置181，造成資料傳輸的失敗。目前乙太網絡交換機10仍缺少有效控制乙太網絡流量的方法，由上述中可知，乙太網絡交換機10是具有不少缺失，而有予以改進的必要。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種控制乙太網絡流量的方法，以便能有效地控制乙太網絡交換機的資料流量。
本發明的另一目的是提供一種控制乙太網絡流量的方法，其能提供主動式及被動式的控制乙太網絡流量的方法。
為達成上述目的，本發明揭露一種控制乙太網絡流量的方法，是應用於一網絡裝置發生資料溢位時，其包括下列步驟(A)判斷網絡裝置是否輸出資料封包，如果成立則執行步驟(B)，否則執行步驟(C)；(B)等待間隔時間後，輸出資料封包，並回到步驟(A)；以及(C)等待間隔時間後，輸出偽資料封包，於輸出資料封包或偽資料封包時，如果產生資料碰撞則停止輸出資料封包或偽資料封包，並回到步驟(A)。
所述的方法，其中該網絡裝置是為乙太網絡交換機。
所述的方法，其中該資料封包或該偽資料封包是符合乙太網絡封包的規格。
所述的方法，其中該偽資料封包的長度為8192位元。
所述的方法，其中該間隔時間是介於56至60個位元時間。
為達成上述目的，本發明揭露另一種控制乙太網絡流量的方法，是應用於一網絡裝置發生資料溢位時，其包括下列步驟(A)判斷網絡裝置是否有資料封包輸入，如果成立則執行步驟(B)，否則執行步驟(F)；(B)輸出偽資料封包，以使資料封包產生資料碰撞；(C)判斷網絡裝置是否輸出資料封包，如果成立則等待間隔時間後輸出資料封包，否則執行步驟(E)；(D)判斷是否產生資料碰撞，如果成立則停止輸出資料封包；(E)等待間隔時間後輸出偽資料封包，並回到步驟(A)；以及(F)判斷網絡裝置是否輸出資料封包，如果成立則輸出資料封包，否則回到步驟(A)，其中於步驟(E)或步驟(F)中，輸出資料封包或偽資料封包時，如果產生資料碰撞則網絡裝置停止輸出資料封包或偽資料封包，並回到步驟(A)。
一種控制乙太網絡流量的方法，是應用於一網絡裝置發生資料溢位時，包括下列步驟(A)判斷該網絡裝置是否有一資料封包輸入，如果成立則執行步驟(B)，否則執行步驟(G)；(B)輸出一偽資料封包，以使該資料封包產生資料碰撞；(C)判斷該網絡裝置是否輸出該資料封包，如果成立則等待一間隔時間後輸出該資料封包，否則執行步驟(E)；(D)判斷是否產生資料碰撞，如果成立則停止輸出該資料封包；(E)等待該間隔時間後輸出該偽資料封包；(F)判斷是否欲輸出資料封包，如果成立則停止輸出該偽資料封包，並回到步驟(A)；以及(G)判斷該網絡裝置是否輸出該資料封包，如果成立則輸出該資料封包，否則回到步驟(A)，其中，於步驟(E)或步驟(G)中，當輸出該資料封包或該偽資料封包時，如果產生資料碰撞則該網絡裝置停止該資料封包或該偽資料封包的輸出，並回到步驟(A)，如果未產生資料碰撞則該網絡裝置完成輸出該資料封包或該偽資料封包後，回到步驟(A)。
所述的方法，其中該網絡裝置是為乙太網絡交換機。
所述的方法，其中該資料封包或該偽資料封包是符合乙太網絡封包的規格。
所述的方法，其中該偽資料封包的長度為8192位元。
所述的方法，其中該間隔時間較佳是為56至60個位元時間。
在上述中，網絡裝置是為乙太網絡交換機，資料封包或偽資料封包是符合乙太網絡封包的規格。
當乙太網絡交換機發生資料溢位時，即執行本發明控制乙太網絡流量的方法，不但嘗試輸出隊列的資料封包，並輸出偽資料封包.以阻撓來源電腦裝置輸出資料封包，而達到控制乙太網絡流量的目的。
圖1是乙太網絡交換機與網絡線的示意圖；圖2是本發明第一實施例控制乙太網絡流量方法的流程圖；圖3是本發明第二實施例控制乙太網絡流量方法的流程圖。
具體實施例方式
圖2及圖3是分別為本發明第一實施例及第二實施例控制乙太網絡流量的方法，皆可用於如圖1所示的乙太網絡交換機10發生資料溢位(overflow)時，用以控制乙太網絡的流量，為方便說明，本發明的實施例亦是以連接埠13以及16分別透過網絡線17及18連接至來源電腦裝置171以及目的電腦裝置181。乙太網絡交換機10可自動或手動地切換於上述兩實施例之間，並以第二實施例控制乙太網絡流量的方法為預設值。上述兩者的差別乃在於，第一實施例是使用主動式控制乙太網絡的流量，第二實施例是使用被動式控制乙太網絡的流量。其中，主動式方法的優點為其效率較高，而被動式方法的優點為系統運作較為穩定，並於下述中作詳細的說明。
當乙太網絡交換機10發生資料溢位時，乙太網絡交換機10可執行為本發明第一實施例控制乙太網絡流量的方法，如圖2所示，其包括下列步驟步驟S20執行本發明主動式乙太網絡流量控制。當乙大網絡交換機10發生資料溢位(overflow)時，可由本發明第一實施例控制乙太網絡流量的方法以以控制乙太網絡的流量。
步驟S22判斷是否輸出資料封包，如果成立則執行步驟S24，如果不成立則執行步驟S26。雖然連接埠16所對應的儲存空間已被來自於連接埠13的資料封包所填滿，所以交換機控制器12將停止接收來自於連接埠16的資料封包。然而，只要其他連接埠所對應的儲存空間未被填滿，該連接埠皆能正常地工作，不需進行乙太網絡流量的控制。例如，另一電腦裝置欲由連接埠14以及13而輸出資料封包至來源電腦裝置17』。由於連接埠13所對應的儲存空間並未填滿，所以連接埠13可將來自於連接埠14的資料封包輸出。
步驟S24等待覆數位元(例如60位元)時間後，開始輸出資料封包。依據乙太網絡的通信協定，當乙太網絡發生資料碰撞時，最快重新取得資料傳輸權者，一般需等待96位元時間後，或特定情況下僅需等待64位元時間後，即能開始進行資料封包的傳輸。然而，僅等待60位元時間後，連接埠13即開始輸出資料封包，這將確保連接埠13能最先輸出資料封包，取得最高的資料傳輸權。其中，位元時間是依不同的乙太網絡頻寬而定。例如，當乙太網絡頻寬分別為10、100、或1000MHz(百萬赫茲)時，位元時間是分別為6、0.6、或0.06us(微秒)。由於連接埠13輸出資料封包至網絡線17，所以網絡線17是處於忙碌的狀態，使得來源電腦裝置171無法傳送封包至目的電腦裝置181。
步驟S26等待覆數位元(例如60位元)時間後，輸出偽資料封包。乙太網絡交換機10為了阻止來源電腦裝置171輸出資料封包，所以輸出偽資料封包，使網絡線17處於忙碌的狀態，而達到中止來源電腦裝置171輸出資料封包的目的，進而爭取連接埠16輸出隊列資料封包所需的時間。其中，偽資料封包的長度較佳是為8192位元，但不以此為限。
步驟S28判斷是否發生資料碰撞，如果成立則執行步驟S30，如果不成立則執行步驟S22。當乙太綱絡交換機10傳輸資料封包或偽資料封包至網絡線17時，將會發生二種情況。第一種，乙太網絡交換機10順利地將資料封包或偽資料封包傳輸至網絡線17，如此一來即完成資料傳送的目的，所以重新執行步驟S22；第二種，可能由於元件特性的差異以及網絡線17長度的關係，使連接至網絡線17的來源電腦裝置171仍輸出資料封包至網絡線17，如此一來，即產生資料碰撞，未完成資料傳送的目的，所以必需再執行步驟S30。
步驟S30等待覆數位元(例如32位元)時間後，停止資料的輸出。依據乙太網絡的通信協定，當乙太網絡(網絡線17)發生資料碰撞時，仍需等待32位元時間後，方才停止資料封包(或偽資料封包)的輸出，並執行步驟S22。
於前述本發明第一實施例控制乙太網絡流量的方法中，由步驟S24以及步驟S26，皆可使網絡線17處於忙碌的狀態，而達到中止來源電腦裝置輸出資料封包的目的，而步驟S26更可輸出有效的資料封包至網絡線17，達到資料傳送的目的。
然而，由上述中可知，當乙太網絡交換機10執行乙太網路流量控制後，其一直輸出資料封包或偽資料封包至網絡線17，使網絡線17一直處於忙碌的狀態，雖然可達到乙太網絡流量控制的目的，然而，這將使得連接至網絡線17的所有電腦裝置皆無法使用乙太網絡，造成局部網絡中斷的結果。
由於上述的原因，所以乙太網絡交換機10執行乙太網絡流量控制時，亦可使用本發明第二實施例控制乙太網絡流量的方法，即被動式控制乙太網絡流量的方法，如圖3所示，其包括下列步驟步驟S40執行本發明被動式乙太網絡流量控制。當乙太網絡交換機10發生資料溢位(overflow)時，可由本發明第二實施例控制乙太網絡流量的方法以控制乙太網絡的流量。
步驟S42判斷是否有資料封包輸入。如果有資料封包欲輸入至連接埠13，則執行步驟S44；如果無資料封包輸入，則執行步驟S60。
步驟S44輸出偽資料封包。為了達到阻擾來源電腦裝置171輸出資料封包至目的電腦裝置181，只要有資料封包從網絡線17輸入時，則交換機控制器12輸出偽資料封包至連接埠13，使網絡線17發生資料碰撞以阻擾來源電腦裝置171輸出資料封包。此偽資料封包的長度較佳是為96位元時間。
步驟S46判斷是否輸出資料封包，如果成立則執行步驟S48，如果不成立則執行步驟S54。執行步驟S46的原因如步驟S22所述。
步驟S48等待覆數位元(例如60位元)時間後，開始輸出資料封包。為確保連接埠13能最先輸出資料封包，取得最高的資料傳輸權，連接埠13等待60位元時間後，開始輸出資料封包。
步驟S50判斷是否發生資料碰撞，如果成立則執行步驟S52，如果不成立則執行步驟S54。當乙太網絡交換機10傳輸資料封包至網絡線17時，將會發生二種情況。第一種，乙太網絡交換機10順利地將資料封包傳輸至網絡線17，如此一來即完成資料傳送的目的；第二種，由於元件特性的差異以及網絡線17長度的關係，使連接至網絡線17的電腦裝置仍輸出資料封包至網絡線17，如此一來，即產生資料碰撞，未完成資料傳送的目的，因而執行步驟S54。
步驟S52等待32位元時間後，停止資料封包的輸出。依據乙太網絡的通信協定，當乙太網絡(網絡線17)發生資料碰撞時，仍需等待32位元時間後，方才停止資料封包的輸出。
步驟S54等待覆數位元(例如60位元)時間後，開始輸出偽資料封包。執行步驟S54的原因如步驟S26所述。
步驟S56判斷是否發生資料碰撞或欲輸出資料封包，如果成立則執行步驟S58，如果不成立則執行步驟S42。當乙太網絡交換機10傳輸偽資料封包至網絡線17時，將會發生步驟S28的情形，如果發生資料碰撞則執行步驟S58，如果未發生資料碰撞則執行步驟S42。此外，當乙太網絡交換機10欲輸出資料封包至網絡線17時，則停止偽資料封包的輸出，執行步驟S58，以伺機輸出資料封包。
步驟S58等待覆數位元(例如32位元)時間後，停止資料封包的輸出。執行步驟S58的原因如步驟S30所述。
步驟S60判斷是否輸出資料，如果成立則執行步驟S62，如果不成立則執行步驟S42。執行步驟S60的原因如步驟S22所述。
步驟S62等待覆數位元(例如96位元)時間後，開始輸出資料封包。為確保連接埠13能最先輸出資料封包，取得最高的資料傳輸權，乙太網絡交換機10依乙太網絡的通信協定，等待96位元時間後，開始輸出資料封包。
步驟S64判斷是否發生資料碰撞，如果成立則執行步驟S66，如果不成立則執行步驟S42。執行步驟S64的原因如步驟S28所述。
步驟S66等待32位元時間後，停止資料封包的輸出。執行步驟S66的原因如步驟S30所述。
在此實施例中，由於乙太網絡交換機10不主動輸出偽資料封包至網絡線17，當有資料封包輸入時，才輸出用以產生資料碰撞的偽資料封包，所以不會造成網絡線17一直處於忙碌的狀態而造成局部網絡中斷的結果。如此一來，即能確保乙太網絡的順暢。
由以上的說明可知，當乙太網絡交換機發生資料溢位時，即執行本發明第一實施例或第二實施例控制乙太網絡流量的方法，不但嘗試輸出隊列的資料封包，並輸出偽資料封包以阻撓來源電腦裝置輸出資料封包，而達到控制乙太網絡流量的目的。
上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
權利要求
1.一種控制乙太網絡流量的方法，是應用於一網絡裝置發生資料溢位時，其特徵在於，包括下列步驟(A)判斷該網絡裝置是否輸出一資料封包，成立則執行步驟(B)，否則執行步驟(C)；(B)等待一間隔時間復，輸出該資料封包，並回到步驟(A)；以及(C)等待該間隔時間後，輸出一偽資料封包，其中，於輸出該資料封包或該偽資料封包時，如果產生資料碰撞則該網絡裝置停止該資料封包或該偽資料封包的輸出，並回到步驟(A)，如果未產生資料碰撞則該網絡裝置完成輸出該資料封包或該偽資料封包後，回到步驟(A)。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述該網絡裝置是為乙太網絡交換機。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述該資料封包或該偽資料封包是符合乙太網絡封包的規格。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述該偽資料封包的長度為8192位元。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述該間隔時間是介於56至60個位元時間。
6.一種控制乙太網絡流量的方法，是應用於一網絡裝置發生資料溢位時，其特徵在於，包括下列步驟(A)判斷該網絡裝置是否有一資料封包輸入，如果成立則執行步驟(B)，否則執行步驟(G)；(B)輸出一偽資料封包，以使該資料封包產生資料碰撞；(C)判斷該網絡裝置是否輸出該資料封包，如果成立則等待一間隔時間後輸出該資料封包，否則執行步驟(E)；(D)判斷是否產生資料碰撞，如果成立則停止輸出該資料封包；(E)等待該間隔時間後輸出該偽資料封包；(F)判斷是否欲輸出資料封包，如果成立則停止輸出該偽資料封包，並回到步驟(A)；以及(G)判斷該網絡裝置是否輸出該資料封包，如果成立則輸出該資料封包，否則回到步驟(A)，其中，於步驟(E)或步驟(G)中，當輸出該資料封包或該偽資料封包時，如果產生資料碰撞則該網絡裝置停止該資料封包或該偽資料封包的輸出，並回到步驟(A)，如果未產生資料碰撞則該網絡裝置完成輸出該資料封包或該偽資料封包後，回到步驟(A)。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述該網絡裝置是為乙太網絡交換機。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述該資料封包或該偽資料封包是符合乙太網絡封包的規格。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述該偽資料封包的長度為8192位元。
10.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述該間隔時間較佳是為56至60個位元時間。
全文摘要
本發明是關於一種控制乙太網絡流量的方法，是由乙太網絡交換機執行乙太網絡流量的控制。當乙太網絡交換機的資料暫存器無法儲存來源電腦裝置所輸入的資料封包時，一方面由輸出偽資料封包而與輸入資料封包產生資料碰撞，而使來源電腦裝置停止輸入資料封包，一方面將資料暫存器所儲存資料封包輸出至目的電腦裝置，以回復資料暫存器的儲存空間，使後續的資料封包得以儲存至資料暫存器並傳送至目的電腦裝置。
文檔編號H04L12/28GK1592246SQ0315568
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月3日 優先權日2003年9月3日
發明者黃銀坤, 江巧紳 申請人:宏三科技股份有限公司