高能效組網的製作方法

2023-05-04 09:16:36 2

專利名稱：高能效組網的製作方法
技術領域：
本發明涉及高能效組網技術。
背景技術：
此處所提供的背景技術描述通常是為了呈現本公開的上下文。當前冠名的發明人的工作，就在該背景技術部分中所描述的程度而言，以及就在其他方面不能夠作為在遞交時的現有技術的方面而言，既不明確也不暗示地承認其為本公開的現有技術。生成樹協議(STP,即，SpanningTree Protocol) (IEEE 標準 802. ID)是提供一種機制的數據鏈路層(層幻協議，通過該機制，在以太區域網(LAN)中的網橋可以選擇通過其以最優並且無循環的方式向網絡中的其他網橋發送分組的網絡鏈路。快速生成樹協議(RSTP)是STP的一個演進，其在拓撲改變之後提供較快的生成樹收斂。多生成樹協議 (MSTP)是RSTP的一個擴展，其被開發用來通過針對每個VLAN群組配置單獨的生成樹並且阻塞在每個生成樹內的除一個可能的備選路徑以外的全部備選路徑來進一步增強虛擬 LAN(VLAN)的用處。高能效乙太網(EEE) (IEEE標準802. 4az)是用來通過關閉乙太網節點的物理層 (PHY)的部分直到該節點準備發送或者接收數據為止來節省能量的層1協議。

發明內容
下文將更加詳細描述本發明的多個方面和多個實施例。在示例實施例中，一種網絡設備包括多個第一埠，每個第一埠連接到區域網 (LAN)段；網絡鏈路電路，其被配置成生成網絡鏈路通知，該網絡鏈路通知符合用於在網絡設備和網絡中的其他交換機之間建立網絡鏈路以便允許其他交換機選擇通過其向網絡設備發送分組的網絡鏈路的成網協議，所生成的網絡鏈路通知部分地基於網絡設備中的一個或者多個第一埠的功耗能力；以及發送電路，被配置成通過第一埠中的一個或者多個將網絡鏈路通知發送給其他交換機。在另一示例實施例中，一種用於配置網絡的方法，其包括生成網絡鏈路通知，該網絡鏈路通知符合用於在網絡設備和網絡中的其他交換機之間建立網絡鏈路以便允許其他交換機選擇通過其向網絡設備發送分組的網絡鏈路的成網協議，所生成的網絡鏈路通知部分地基於網絡設備中的一個或者多個第一埠的功耗能力；以及通過第一埠中的一個或者多個將網絡鏈路通知發送給其他交換機。在又一示例實施例中，一種網絡設備，其包括多個第一埠，每個第一埠連接到區域網(LAN)段；網絡鏈路電路，其被配置成接收網絡鏈路通知，該網絡鏈路通知符合用
4於在網絡設備和網絡中的其他交換機之間建立網絡鏈路的成網協議，所接收的網絡鏈路通知包括關於其他網絡交換機中的遠程埠的功耗能力的信息；網絡成本計算電路，其被配置成計算與使用多個埠向給其他網絡交換機發送分組相關聯的總成本，所述成本至少部分地基於所述遠程埠的功耗能力；以及埠啟用/禁用電路，其被配置成基於所計算的總成本來啟用/禁用多個第一埠。


將參照以下附圖詳細描述作為示例提出的本公開的各種實施例，其中相同的標記指代相同的元件，並且在附圖中圖1描繪了能夠基於能量節省準則而自配置的網絡交換機的功能示例。圖2是概述了用於根據能量節省準則來配置網絡的所公開的方法和系統的示例操作的流程圖。圖3A是具有多個網絡段和能夠根據能量節省準則而被配置的交換機的網絡的示例。圖;3B描繪了在不考慮個體交換機埠的能量消耗的情況下根據STP協議配置之後的圖3A的網絡。圖3C描繪了在考慮個體交換機埠的能量消耗的情況下根據STP協議配置之後的圖3A的網絡。
具體實施例方式在下文中，對所公開的方法和系統在通常以及在具體示例和/或具體實施例的方面進行了描述。對於其中對示例和/或實施例進行了參考的情況中，應當理解，所描述的基本原理的任何一個並不限於單個實施例，而是除非另有具體指示，否則如本領域普通技術人員所能理解的那樣均可以被擴展以便與在本文中描述的其他方法和系統一起使用。為了本公開的目的，術語「生成樹協議」(STP)通常指代網絡協議IEEE標準 802. 1D，以及指代RSTP、MSTP所有其他衍生的、擴展的或者類似的協議。類似地，術語「高能效乙太網」(EEE)指代IEEE標準協議802. 4az,以及指代用來通過關閉網絡節點的物理層 (PHY)的部分直至該節點準備發送或者接收數據為止來節省能量的任何其他類似的或者衍生的標準。本公開提供了用於通過允許層2鏈路選擇協議(例如STP)來利用各種交換機或者布置在各種交換機中的埠的EEE(層1協議)特性，從而降低給定網絡的功耗的技術。 也就是說，考慮到遵守EEE的交換機的PHY在功率節省模式下比不遵守EEE的交換機的等同PHY具有較低的功耗，LAN的總體功耗可以通過選擇傾向於不遵守EEE的交換機和/或不遵守EEE的埠的網絡鏈路而得以降低。以這種方式，經過遵守EEE的交換機和/或埠發送的業務量將減小，從而增加遵守EEE的交換機和/或埠可以得到功率降低的概率。圖1描繪了能夠基於能量節省準則而自配置的網絡交換機100的功能示例。網絡交換機100包括控制器110、存儲器120、網絡鏈路電路130、網絡成本計算電路140、埠啟用/禁用確定電路160、發送電路170以及通向各個區域網(LAN)段的四個輸入/輸出埠 [190A. · 190D]。部件110-190D通過控制/數據總線102連接。
雖然在圖1中描繪了總線型架構，但是注意到，也可以使用其他控制拓撲，諸如其中電路模塊120-190D中的一些或者所有在不需要控制器110的情況下實現的拓撲。還注意到，電路130-170中的一些或者所有可以被實現為駐留在存儲器120中並且由控制器110 使其起作用的計算機可執行代碼。在控制器110的操作中和控制下，在一個實施例中，網絡鏈路電路130經由輸入/ 輸出埠 [190A. . 190D]從與網絡交換機100通信的各種其他網絡設備接收網絡鏈路通知， 並且存儲所接收的網絡鏈路通知。另外，在一個實施例中，網絡鏈路電路130生成與網絡交換機100有關的網絡鏈路通知。發送電路170經由第一輸入/輸出埠 [190A.. 190D]將所生成的網絡鏈路通知發送給其他網絡設備。在一個實施例中，發送的網絡鏈路通知和接收的網絡鏈路通知這兩者可以符合用於建立網絡鏈路並且能夠在網絡交換機100和網絡中的其他交換機/設備之間建立鏈路以便允許交換機/設備選擇通過其發送分組給網絡交換機100的網絡鏈路的任何已知的或者後來開發的成網協議。在一個實施例中，這種網絡鏈路通知符合STP協議並且採取用於乙太網絡的網橋協議數據單元(BPDU)的形式。所接收的網絡鏈路通知可以包括與每個遠程網絡設備的每個埠有關的成本信息，諸如每個埠的最大數據傳遞速率以及每個遠程埠是否通過傳送EEE信息或者將這種信息嵌入在其他參數(諸如成本)中而遵守EEE。成本信息提供用於評價在耦合到特定埠的鏈路上發送數據的相對價值的一種形式的適當度量。另外，網絡鏈路電路130可以存儲關於示例網絡交換機100的駐留的輸入/輸出埠 [190A. . 190D]的類似的成本信息， 並且因此在一個實施例中，以上所討論的待發送給其他設備的所生成的網絡鏈路通知可以包括含有這種EEE和其他成本信息。如上所述，與不遵守EEE的埠相比，可以給予遵守EEE的埠較高的成本。這些成本可以允許諸如STP之類的協議去除循環並且在循環的網絡之上創建無循環的網絡鏈路，例如作為生成樹，而同時地將各個網絡設備最小化並且一般而言將網絡的功耗最小化。接下來，網絡成本計算電路140可以使用駐留在網絡鏈路電路130中的網絡鏈路通知來計算使用輸入/輸出埠 [190A..190D]的總成本。在多種變化的實施例中，網絡成本計算電路140不僅可以考慮EEE遵守信息，也可以考慮其他信息，包括但不限於LAN速度、埠速度、交換機速度、具有低功率設置的交換機或者埠的其他特性等。然後，交換機啟用/禁用確定電路160訪問網絡成本計算電路140的成本信息，以確定啟用或者禁用駐留的輸入/輸出埠 190A. . . 190D中的哪個，以便去除冗餘路徑和循環，而同時最小化功耗或者另外提供降低的功耗。為清楚起見，示例埠啟用/禁用電路 160被描述為使用STP算法。然而，在本公開中考慮用於配置網絡鏈路的其他適當的算法。埠啟用/禁用電路160然後向多個輸入/輸出埠 [190A. . . 190D]發送命令， 以啟用或者禁用它們。假定輸入/輸出埠 [190A. . . 190D]中的一個或者多個遵守EEEJlJ 這種埠在被取消選擇時，將根據低功率模式進行操作。儘管示例網絡交換機100具有四個輸入/輸出埠 [190A. . 190D]，但是注意到，可以被控制的埠的數目可以是大於或者等於2的任何整數。在其中輸入/輸出埠 [190A. . . 190D]中的兩個或者多個提供與第二網絡設備的多個鏈路，並且其中兩者或者多個第一輸入/輸出埠 [190A. . . 190D]的子集具有EEE能力的情況中，針對每個輸入/輸出埠 [190A. . . 190D]的對應的網絡鏈路通知將至少部分地基於它們各自EEE能力而不同。圖2是概述了用於配置網絡的所公開的方法和系統的示例操作的流程圖。儘管為方便起見，下文描述的操作被描述為以特定序列發生，但是注意到，各個步驟的順序可以根據實施例而改變。還注意到，各種所列舉的步驟中的某些可以同時發生或者可以以重疊方式發生。類似地，注意到，多個所列舉的步驟可以被列舉來描述單個事件或者動作的效果， 並且類似地，單個所列舉的步驟可以用來描述多個事件或者動作。該過程始於步驟202中，在該步驟中，諸如基於乙太網的網絡之類的網絡上電，並且諸如交換機和網橋之類的個體網絡設備根據啟動協議而初始化。接下來，在步驟S204 中，針對每個網絡設備的埠根據STP協議或者其他適當的鏈路通信協議被設置成阻塞狀態。然後，在步驟S206中，針對每個網絡設備的埠根據網絡所使用的STP協議或者其他適當的鏈路通信協議而被設置成收聽狀態。控制繼續到步驟S208。在步驟S208中，在網絡設備之間交換(發送和接收)包括與每個網絡設備的每個埠有關的性能信息和EEE遵守信息的網絡鏈路通知。接下來，在步驟S210中，選擇根交換機/設備。然後，在步驟S212中，針對網絡中的每個設備，在一個實施例中基於所利用的 STP協議和所交換的網絡鏈路通知來計算針對每個埠的總成本，以便例如創建適當的生成樹。總體而言，這種成本用來允許每個網絡設備計算到根交換機/設備的最少成本鏈路。 也就是說，每個交換機/設備確定從其本身到根的每個可能路徑的成本。從這些可能路徑中，其選取具有最小成本的一個路徑(最少成本路徑)。連接到該路徑的埠變為交換機/ 設備的根埠(RP)。通過這種方式，網絡段上的交換機/設備一起地確定哪個設備具有從該網絡段到根的最少成本路徑。將該網橋連接到網絡段的埠然後被指定為用於該段的埠(DP)。如上所述，用來確定成本的網絡鏈路通知可以包括交換機的速度、協議的類型和 /或個體埠的速度；整個交換機或者個體交換機埠是否遵守EEE ；當被禁用時，交換機整體是否具有超過EEE遵守性的期望功率節約；以及用戶可能引入的任何其他適當準則。 控制繼續到步驟S214。在步驟214中，基於步驟S212的確定，啟用或者禁用針對網絡設備的多個埠。接下來，在步驟S220中，針對使網絡重新配置以恢復網絡段之間的連接性成為必要的故障而監視該網絡。圖3A是具有多個網絡段[LAN_A. . . LAN_E]和能夠根據能量節省準則被配置的交換機310. . . 350的網絡300的示例。在本示例中，假定針對交換機320和交換機350的埠都遵守EEE，而交換機310、330和340的埠都不遵守EEE。圖;3B描繪了在不考慮個體交換機埠的能量消耗的情況下根據STP協議配置之後的圖3A的網絡300。如圖:3B可見，去除了冗餘路徑和循環，而同時保留了所有LAN段 [LAN_A. . . LAN_E]之間的連接性。圖3C描繪了在考慮個體交換機埠的能量消耗的情況下根據STP協議配置之後的圖3A的網絡300。如圖3C可見，同樣去除了冗餘路徑和循環，而同時保留了所有LAN段 [LAN_A. . . LAN_E]之間的連接性。然而，由於交換機320的埠 _A和埠 _B以及交換機350的埠 _A被禁用，所以網絡300作為一個整體藉助于禁用的遵守EEE的埠的EEE遵守性而消耗較少的功率。圖3A-圖3C的示例展示了使用以上描述的方法和系統，遵守EEE 的埠比不遵守EEE的埠更可能被禁用。 儘管本發明已經結合本發明的作為示例提出的具體實施例進行了描述，但是明顯的是，許多備選、修改和變形將對本領域技術人員來說將變得明顯。因此，如本文中所闡述的本發明的實施例旨在是示例性的，而不是限制性的。可以在不脫離本發明範圍的情況下做出修改。
權利要求
1.一種網絡設備，包括多個第一埠，每個第一埠連接到區域網(LAN)段；網絡鏈路電路，其被配置成生成網絡鏈路通知，該網絡鏈路通知符合用於在所述網絡設備和網絡中的其他交換機之間建立網絡鏈路以便允許其他交換機選擇通過其向所述網絡設備發送分組的網絡鏈路的成網協議，所生成的網絡鏈路通知部分地基於所述網絡設備中的一個或者多個第一埠的功耗能力；以及發送電路，被配置成通過所述第一埠的一個或者多個將所述網絡鏈路通知發送給所述其他交換機。
2.根據權利要求1所述的網絡設備，其中，所述網絡鏈路通知包括與個體第一埠是否遵守高能效乙太網(EEE)有關的成本信息。
3.根據權利要求2所述的網絡設備，其中，所述網絡鏈路通知還包括與所述第一埠的數據傳遞速率有關的成本信息。
4.根據權利要求3所述的網絡設備，其中，所述成網協議是生成樹協議(STP)。
5.根據權利要求1所述的網絡設備，其中，使用用於選擇網絡鏈路的層2協議來發送所述網絡鏈路通知。
6.根據權利要求1所述的網絡設備，其中，所述第一埠的至少一個被配置成當根據 EEE協議被取消選擇時根據低功率模式進行操作。
7.根據權利要求1所述的網絡設備，其中，所述第一埠中的兩個或者多個提供與第二網絡設備的多個鏈路，其中所述兩個或者多個第一埠的子集具有EEE能力，並且其中針對所述兩個或者多個第一埠的每個的網絡鏈路信息至少部分地基於所述第一埠的個體EEE能力而不同。
8.根據權利要求1所述的網絡設備，還包括網絡成本計算電路，其計算根據所述成網協議啟用每個個體第一埠的總成本、個體第一埠的EEE遵守性以及來自從其他網絡交換機接收的網絡鏈路通知的成本信息；以及埠啟用/禁用電路，其基於由所述網絡成本計算電路計算的相應成本而啟用或者禁用每個個體第一埠。
9.一種用於配置網絡的方法，包括生成網絡鏈路通知，該網絡鏈路通知符合用於在網絡設備和所述網絡中的其他交換機之間建立網絡鏈路以便允許所述其他交換機選擇通過其向所述網絡設備發送分組的網絡鏈路的成網協議，所生成的網絡鏈路通知部分地基於所述網絡設備中的一個或者多個第一埠的功耗能力；以及通過所述第一埠的一個或者多個將所述網絡鏈路通知發送給所述其他交換機。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，生成符合所述成網協議的所述網絡鏈路通知還包括生成所述網絡鏈路通知，以包括與所述個體第一埠是否遵守高能效乙太網(EEE)有關的成本信息。
11.根據權利要求9所述的方法，生成符合所述成網協議的所述網絡鏈路通知還包括生成所述網絡鏈路通知，以包括與所述第一埠的數據傳遞速度有關的成本信息。
12.根據權利要求11所述的方法，生成符合所述成網協議的所述網絡鏈路通知還包括生成符合生成樹協議(STP)的所述網絡鏈路通知。
13.根據權利要求9所述的方法，其中，發送所述網絡鏈路通知使用用於選擇網絡鏈路的層2協議。
14.根據權利要求9所述的方法，還包括配置所述第一埠的至少一個，以當其根據EEE協議被取消選擇時根據低功率模式進行操作。
15.根據權利要求9所述的方法，其中，生成符合所述成網協議的所述網絡鏈路通知還包括生成網絡鏈路通知，以提供所述第一埠的兩個或者多個的網絡鏈路信息，所述第一埠中的兩個或者多個部分地基於個體EEE能力而提供與第二網絡設備的鏈路。
16.根據權利要求9所述的方法，還包括計算根據所述成網協議啟用每個個體第一埠的總成本、個體第一埠的EEE遵守性以及來自從其他網絡交換機接收的網絡鏈路通知的成本信息；以及基於由所述網絡成本計算電路計算的相應成本而啟用或者禁用每個個體第一埠。
17.—種網絡設備，其包括多個第一埠，每個第一埠連接到區域網(LAN)段；網絡鏈路電路，其被配置成接收網絡鏈路通知，該網絡鏈路通知符合用於在所述網絡設備和網絡中的其他交換機之間建立網絡鏈路的成網協議，所接收的網絡鏈路通知包括關於所述其他網絡交換機中的遠程埠的功耗能力的信息；網絡成本計算電路，被配置成計算與使用多個埠向所述其他網絡交換機發送分組相關聯的總成本，所述成本至少部分地基於所述遠程埠的功耗能力；以及埠啟用/禁用電路，被配置成基於所計算的總成本來啟用/禁用所述多個第一埠。
18.根據權利要求17所述的網絡設備，其中，所述網絡成本計算電路被配置成基於個體遠程埠是否遵守高能效乙太網(EEE)來計算總成本。
19.根據權利要求18所述的網絡設備，其中，所述網絡成本計算電路被配置成基於個體第一埠是否遵守高能效乙太網(EEE)來計算總成本。
20.根據權利要求19所述的網絡設備，其中，所述網絡鏈路通知還包括與所述遠程埠的數據傳遞速度有關的成本信息，並且其中所述成網協議是生成樹協議(STP)。
全文摘要
公開了用於配置網絡的方法和系統。例如，在一個實施例的示例中，一種網絡設備，其包括多個第一埠，每個第一埠連接到區域網(LAN)段；網絡鏈路電路，其被配置成生成網絡鏈路通知，該網絡鏈路通知符合用於在網絡設備和網絡中的其他交換機之間建立網絡鏈路以便允許其他交換機選擇通過其向網絡設備發送分組的網絡鏈路的成網協議，所生成的網絡鏈路通知部分地基於網絡設備中的一個或者多個第一埠的功耗能力；以及發送電路，被配置成通過第一埠的一個或者多個將網絡鏈路通知發送給其他交換機。
文檔編號H04L12/56GK102546391SQ20111037869
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月21日 優先權日2010年11月19日
發明者G·納丘姆 申請人:馬維爾以色列(M.I.S.L.)有限公司