通過網絡傳輸數據的方法

2024-02-16 09:06:15

通過網絡傳輸數據的方法
【專利摘要】本發明涉及一種多路徑網絡中數據包分類的方法，所述多路徑網絡具有大量埠；大量網絡連接；和大量的網絡元件，每一個網絡元件具有至少第一和第二分別的可尋址緩衝器與一個網絡連接相連並且所述網絡連接交互互聯所述網絡元件並將所述網絡元件連接至所述埠，所述方法包括：根據它們的出站埠或埠分類數據包這樣在一網絡元件上試圖傳往相同出站埠的一第一套數據包在所述第一緩衝器排隊並且至少試圖傳往與所述第一套數據包不同出站埠的一其它數據包在所述第二緩衝器單獨排隊由此所述至少一其它數據包就與所述第一套數據包相關的任何擁塞分隔開來。本發明進一步涉及一種多路徑網絡中傳輸數據的方法包括根據本發明第一方面的數據包分類。本發明進一步涉及一種多路徑網絡操作以分類數據包並且操作以在一個多路徑網絡中傳輸數據。
【專利說明】通過網絡傳輸數據的方法
[0001]本申請為申請日為2009年6月9日，申請號為200980126011.1，名稱為「通過網
絡傳輸數據的方法」的發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種通過網絡的數據傳輸方法，特別是涉及一種使用動態路由的多路徑網絡中最小化擁塞影響的方法以及執行該方法的多路徑網絡。所述方法和多路徑網絡適用於，但不限定於，多處理器網絡例如存儲網絡、數據中心和高性能運算。特別的，本發明適用於網橋、交換機、路由器、集線器和類似包括適配於IEEE802標準的數據幀分布或未來乙太網標準的數據幀的乙太網設備。
【背景技術】
[0003]協議層
概念上，為了區分功能乙太網絡分為許多虛擬層。最常見和標準的模型是開放系統互連(OSI)參考模型。詳細描述OSI參考模型的文章是Hubert Zimmermann撰寫的《0SI參考模型-構建開放系統互聯的ISO模型》(「OSI Reference Model - The ISO Modelof Architecture for Open Systems 」)，IEEE 通訊彙刊 com-28 卷 1980 年第 4 期(IEEETransactions on Communications, Vol.C0M-28, N0.4, April 1980)。上述 OSI 參考模型包括以下網絡系統功能不同的7層:
1、物理層，負責物理信道連接。由那些涉及發送和接收信號(典型的線路驅動器和線路接收器)的元件，信號編碼/解碼器和時鐘組成。
[0004]2、數據鏈路層，提供服務允許終端站設備之間通過底層的物理介質直接通訊。該層提供組幀，為物理層將設備信息分離成離散的傳輸或幀。封裝更高層的包傳輸協議。它給識別源和目的裝置提供尋址。它提供錯誤偵測以保證損壞數據不會傳往更高層。
[0005]3、網絡層，負責網際通信，通過網絡在終端站之間發送信息包。它必須適應多重數據傳輸技術和拓撲使用各種協議，最常見的是網際協議Internet Protocol (IP)。
[0006]4、傳輸層，負責端到端通信，防護傳輸時產生的問題例如中斷的數據、錯誤和由低層介質導致的分類錯誤影響上面各層。該層為應用提供無錯、有序的、可靠的信息傳遞服務，處理終端站之間的數據處理傳遞過程。傳輸控制協議(TCP)和用戶數據報協議(UDP)是最常見的傳輸層協議。
[0007]5、會話層，負責建立應用之間的通信連接，處理認證和連接控制。
[0008]6、表示層，保證各機器不同的數據表示得到解析。
[0009]7、應用層，提供一般功能允許用戶應用通過網絡通信。
[0010]為本申請的目的我們並不需要考慮傳輸層以上各層根據此處描述的方法的操作，如果執行良好，就能屏蔽更高層由其轄域及下層出的問題。
[0011]網絡互連
在數據鏈路層及其上執行網絡服務的裝置叫做站。物理層因為不能通過協議尋址而排斥該定義。通常有兩種形式的站:
1、終端站，是穿過網絡的網絡數據通信的最終源或目的地。
[0012]2、中間站，轉發由終端站產生的位於源和目的之間的網絡數據。
[0013]位於數據鏈路層完成轉發的中間站通常叫做網橋；位於網絡層轉發的站通常叫做路由器。
[0014]依賴於乙太網絡的網絡工作站以短序列字節交換數據叫做數據包或協議數據單元(PDU)。PDU由描述rou目的報頭和包含有效載荷數據的報文組成。在OSI模型中每一協議層PDU具有不同的名稱。物理層PDU叫數據位，數據鏈路層PDU叫數據幀，網絡層rou叫數據包，傳輸層rou叫數據段或報文。
[0015]PDU在物理乙太網硬體傳輸之前被封裝。每一封裝包含對一特定OSI層的信息，乙太網數據流封裝成幀，然後幀封裝成數據包，數據包封裝成報文等等。這些包含了報頭和有效載荷的封裝最後傳過網絡結構後續送到目的地。
[0016]在傳輸層，一相關標準，傳輸控制協議(TCP)，通過隱藏底層協議數據單元結構另外為應用提供一簡單界面，負責衝排列亂序的協議數據單元並且重傳丟失的數據。TCP協議設計時作為一種可靠的數據流傳輸服務；這樣其優選的是準確的數據傳遞而不是性能。TCP協議在等待亂序協議數據單元和數據重傳的極端情況下經常遭遇相對的長時間延遲，降低整體應用性能和當需要考慮最大量協議數據單元傳輸延遲(信號不穩定)時TCP協議變得不適用，以文件系統或媒體傳輸為例。
[0017]此外，在傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)層級的最低層，在網絡層中協議數據單元通過網絡傳輸，完全適合IEEE802.1D標準介質訪問控制(MAC)網橋連接的分隔網絡，要求源和目的對的次序預留。
[0018]協議數據單元(PDU)副本是乙太網絡另一降低性能的因素。一目的路由還未被網橋直到的單播PDU會被該網橋的所有路由淹沒並同時在多個出站埠緩衝。網絡重構影響從網橋到目的地的優選路由可能導致一 PDU副本已經從上一優選路由發出緊接著一 PDU副本將從緩衝區發送，二者均達到目的地。再次，TCP協議的更高層處理這些時就不會降低整體性能。
[0019]無序和副本不應該發生於通常的操作中。多路徑乙太網的這些特徵受限於由IEEE802.1D定義的快速生成樹協議(RSTP)。RSTP通過禁止交替路由維持一網橋間的優選路由，移除多路徑和循環，保留單一路徑以保證按順序的數據幀傳輸。
[0020]一 RSTP強制的，單路徑乙太網絡在低網絡流通負載時運行良好。然而當網絡流通負載增加並且網絡連接裝置數量增加並運行時開始出錯。同時通過所述網絡發送至不同目的地址的許多PDU將不得不使用網絡上相同的路由。在一些網絡模式中這將使整體系統性能因為單一路由很不幸的導致飽和並最終擁塞。
[0021]隨著乙太網絡的擴展，擁塞成為主要問題，日益衝突的網絡和防止許多網絡從沒有達到其設計性能目標。隨著一直增長的用戶數量、應用和存儲裝置交換信息網絡變得被數據塞滿。擁塞引起極低的數據中心服務，導致一公司昂貴的計算資源利用率不足，通常差不多50%。這種情況在更多的連接設備分布於更廣闊地理位置時隨著網絡更快情況更糟。結果將浪費更多的資源、時間、金錢和機會。
[0022]當許多終端站與一個單獨的終端站通信時可能導致端點擁塞。這種多對一類型的通訊在HPC (高性能運算)和運行在服務集群上的數據中心應用中常見，還常見於當應用使用網絡連接存儲中。在這一隨後上下文的擁塞還介紹了另一已證實的問題，顫動(信號不穩定)導致消息傳遞過程變得不可預知。擁塞是一種應用性能殺手；在一簡單網絡中延遲和顫動阻止系統達到峰值性能水平。在複雜網絡中，擁塞也使得數據冗餘重發變成必需因為終端點之間的中間站簡單丟棄或放棄阻塞的流量，進一步降低性能。實際中，擁塞從始發熱點蔓延開直到它從整個網絡消退導致非聯合路由受網絡其它部分一個擁塞點的影響。圖1示出了簡單網絡圖中這一情況。
[0023]最初因為連接至BI的服務阻塞而導致從Al-Bl的路由阻塞。因此交換機B被後繼傳輸至其埠或從其埠傳出的數據阻塞，這些數據無法傳輸直到至BI的所述路由暢通。
[0024]交換機B擁塞緊接著，其它連接的交換機也開始阻塞由於它們不能通過交換機B傳遞它們的通信量。交換機A擁塞這時所有工作站不能有效使用所述網絡，即使將通信量分享至連接交換機C的存儲陣列裝置。只有當BI暢通能再次傳輸通信量流，解除阻塞的交換機B和A。網絡越大並且連接越多中間站，阻塞可能性越大並且阻塞的影響波及越廣持續時間越久。
[0025]當一個網絡變得擁塞，堵塞的通信量簡單地被交換機丟棄以試圖降低即刻網絡負載，期望所述擁塞點最終暢通。發送設備的TCP/IP層在超時後會重發數據。這對於系統性能來說是個災難，最多能極大增加潛伏期並且有效減少吞吐量。如果所述擁塞不能很快清除整個網絡可能完全崩潰並變成不能傳輸任何通信量。
[0026]隨著網絡持續變大擁塞將變得更糟，(網絡)更快更密集，伴隨更多連接的終端站分布在更廣闊的地理位置。消除擁塞或至少最小化擁塞造成的影響允許完整地、持續地使用數據中心服務使公司可以運作更高效和最佳化成本。
[0027]隨著遷移至IOGb乙太網，設備可以和交互互聯構架一樣的速度連接至網絡。這，反過來，將移除直到目前在先前的網絡生成中幫助減少擁塞額外的網絡容量。
[0028]許多高層協議已被設計出試圖消除端點擁塞。這些協議均依賴於試圖控制源向網絡發送數據的整個輸出帶寬意圖使輸入帶寬接近但不超過所述擁塞臨界值。網絡中間站通過數據流分類和逆流通知達成這一目標。數據流的檢查和並發信息至源的速率限制均需要時間，增加了延時和複雜性。所有都是試圖管理擁塞而不是試圖一開始就阻止擁塞。
[0029]迄今為止沒有一個擁塞管理技術特別成功並且所有(的擁塞管理)都最終依賴於防止網絡任何時候達到持續峰值水平運行。局部端點擁塞可能發生在穩態情況之前這些技術依賴已經建立的和某些通信量模式在快速變化條件下的固有不穩定性這使得交通量管理算法永遠沒機會穩定。
[0030]所有擁塞管理技術面臨的問題是擁塞必須發生在補救措施之前。如果網絡流量是單一類型並且數據傳輸速率恆定並可預測這時管理可能比較有益，然而在數據中心的服務運行更多樣具有動態變化數據流的應用更複雜的環境該益處往往被減小。在高性能網絡中，擁塞熱點快速出現並以不可思議的速率沿網絡擴散。這增加了網絡出錯部分過約束的概率,此時擁塞點可能隨著時間通知移動並實施並發動作。
[0031]一旦管理技術確認了擁塞，在源處數據受限或速率限制，防止飽和。這限制整個系統性能，因為害怕導致擁塞而防止服務持續運行在峰值性能。
[0032]相關技術說明 US2007/0064716描述了一種控制數據單元操作方法，該方法中擁塞管理手段可選擇關閉。然而這種方法在防止擁塞上毫無益處並且實際上還增加擁塞問題。
[0033]US2006/0203730描述了一種減小響應網絡擁塞的終端站延時方法。該文獻建議響應一擁塞指示器，將新數據幀引入隊列的操作被阻止例如數據幀被丟棄。然而，如之前所提及從通過網絡傳輸的一大組數據幀中丟棄數據幀時這具有缺陷，為了保證數據幀抵達終端站時保持正確順序數據幀的拷貝副本必須被發送。
[0034]本發明尋求克服現有網絡遇到的問題，並且特別尋求提供一種多路徑網絡中最小化擁塞造成影響並提高網絡帶寬的方法。

【發明內容】

[0035]本發明因此提供一種多路徑網絡中分類數據包的方法，所述多路徑網絡具有大量埠 ；大量網絡連接；和大量的網絡元件，每一個網絡元件具有至少第一和第二分別的可尋址緩衝器與一個網絡連接相連並且所述網絡連接交互互聯所述網絡元件並將所述網絡元件連接至所述埠，所述方法包括:根據它們的出站埠或埠分類數據包這樣在一網絡元件上試圖傳往相同出站埠的一第一套數據包在所述第一緩衝器排隊並且至少試圖傳往與所述第一套數據包不同出站埠的一其它數據包在所述第二緩衝器單獨排隊由此所述至少一其它數據包就與所述第一套數據包相關的任何擁塞分隔開來。
[0036]所述至少一其它數據包可以動態路由或可以通過所述網絡元件服從靜態路由。
[0037]在一個具體實施例中所述方法包括步驟:根據所述出站埠或所述數據包請求的網絡埠所述地址的至少部分為每一個數據包分配一目的地址；並且分配給一個新數據包的所述目的地址與最近通過網絡傳輸的一個或多個先前數據包的目的地址相同，在傳輸所述一個或多個先前數據包的相同網絡連接上路由的所述新數據包具有所述相同目的地址並使用所述相同緩衝器，不考慮是否選擇一個不同的網絡連接動態路由所述數據包。
[0038]並且所述方法優選進一步包括在與所述緩衝器相關的一目的地址寄存器記錄所述緩衝器中排隊的最近數據包目的地址的步驟。
[0039]理想地，一最終目的地址(UDA)分配給每一個數據包，所述UDA包括至少所述數據包的目的地址和至少部分一個或多個其它用於區分所述已傳輸數據包的準則並且其中在所述緩衝器排隊的最近數據包的UDA記錄在與該緩衝器相連的目的地址寄存器中。所述其它準側可以選自組包括:目的地終端站；目的地優先級；目標應用程式；和/或目的地TCP流。
[0040]理想地，一個新數據包的所述目的地地址包括至少存儲在每一個寄存器裡的目的地地址這樣當一個匹配被識別所述新數據包就分配至具有與存儲在其相連的所述寄存器內相同目的地址的緩衝器。
[0041]此外，狀態可以關聯至所述第一和第二緩衝器，所述狀態操作以記錄數據包傳輸至所述緩衝器的順序這樣當一數據包動態路由分配時所述方法包括識別步驟，為每一個動態路由選擇一網絡連接，(該網絡連接)的緩衝器是最近使用的。
[0042]一個計時器可以關聯至每一個緩衝器並且所述方法可以進一步包括步驟，為每一個寄存器，決定所述最近數據包傳輸至的緩衝器是否比計時器閥值更新近。
[0043]當一個新數據包的目的地址與存儲在與一緩衝器相關聯的寄存器中的目的地址相匹配並且最近傳輸至所述寄存器的數據包傳輸比所述計時器閥值更新近，所述方法還可以包括步驟:定位所述新數據包至其相關聯寄存器中具有一匹配目的地址的所述緩衝器。
[0044]而且，當一新數據包具有與存儲在一緩衝器線關聯的寄存器內目的地址相匹配目的地址並且所述最近傳輸至所述緩衝器的數據包傳輸超出所述計時器閥值，所述方法可以包括步驟:允許所述新數據包在一個網絡連接上動態路由分配。
[0045]優選的，當所述傳輸至一緩衝器的最新數據包傳輸超出所述計時器閥值，所述緩衝器對未來數據包不管目的地址對其定位自由可用。
[0046]根據一最佳實施例一個擁塞令牌被籤發當一緩衝器佔滿並且為一具有與佔滿緩衝器的所述寄存器內存儲的目的地址相匹配目的地址的數據包在允許一網絡連接動態選擇之前必須經過的時間段增加。當一擁塞令牌被佔滿緩衝器籤發，與所述佔滿緩衝器相關聯的計時器可以重置為零或所述計時器的閥值可增加。
[0047]另外，根據所述具體實施例一個拒絕令牌被籤發當一緩衝器被阻止在許多連續情況傳輸一個隊列數據包並且為一具有與所述拒絕緩衝器的所述寄存器內存儲的目的地址相匹配目的地址的數據包在允許一網絡連接動態選擇之前必須經過的時間段增加。當一拒絕令牌被拒絕緩衝器籤發，與所述拒絕緩衝器相關聯的計時器可以重置為零或所述計時器的閥值可增加。
[0048]理想地，所述數據包根據其源或入站埠獨立分類。
[0049]本發明另一方面提供一種在一多路徑網絡中數據傳輸方法，所述多路徑網絡具有大量埠 ；大量網絡連接；和大量的網絡元件，每一個網絡元件具有至少第一和第二分別的可尋址緩衝器與一個網絡連接相連並且所述網絡連接交互互聯所述網絡元件並將所述網絡元件連接至所述埠，所述方法包括:根據本發明第一方面在所述網絡中分類數據包。
[0050]本申請另一方面提供一種用於網絡裝置例如網橋、交換機、路由器、集線器或類似裝置的多路徑網絡，所述多路徑網絡包括大量埠，大量網絡元件和大量的網絡連接交互互聯所述網絡元件和所述大量埠，每一個網絡元件具有至少第一和第二分別的可尋址緩衝器與一個網絡連接相連，所述網絡元件可操作以分類數據包根據它們的出站埠或埠這樣在一網絡元件上試圖傳往相同出站埠的一第一套數據包在所述第一緩衝器排隊並且至少試圖傳往與所述第一套數據包不同出站埠的一其它數據包在所述第二緩衝器單獨排隊由此所述至少一其它數據包就與所述第一套數據包相關的任何擁塞分隔開來。
[0051]同樣每一個網絡元件操作以動態路由分配所述至少一個其它數據包或每一個網絡連接操作以執行靜態路由分配數據包。
[0052]在一具體實施例中根據所述出站埠或所述數據包請求的網絡埠所述地址的至少部分為每一個數據包分配一目的地址；並且每一個網絡元件進一步包括一地址比較器以決定當一個新數據包具有與最近傳輸的一個或多個數據包相匹配的目的地址由此所述網絡元件操作以路由分配所述新數據包至傳輸具有所述相同目的地址一個或多個最近傳輸數據包的相同網絡連接並使用所述相同緩衝器，不考慮是否選擇一個不同的網絡連接動態路由所述數據包。
[0053]理想地，每一個網絡元件包括大量目的地址寄存器每一個寄存器分別與所述大量緩衝器中的一個相關聯，所述寄存器操作以存儲分配給與其相關聯緩衝器的最近傳輸數據包的目的地址。[0054]所述目的地址寄存器可以操作以存儲在與所述緩衝器相連的所述寄存器中排隊的最近數據的所述最終目的地址(UDA)，所述UDA包括至少所述數據包的目的地址和至少部分一個或多個其它用於區分所述已傳輸數據包的準則。所述其它準側可以選自組包括:目的地終端站；目的地優先級；目標應用程式；和/或目的地TCP流。
[0055]根據具體實施例每一個網絡元件還進一步包括一個與每一個緩衝器關聯的計時器以監測一緩衝器最近接收的數據包是否比計時器閥值更新近。這使得每一個網絡元件可以操作以限定那些僅具有相同目的地址的數據包新數據包定位至一緩衝器，當所述緩衝器接收的先前最新傳輸數據包比所述計時器閥值更新近。
[0056]理想地，每一個網絡元件操作以定位具有與其相關聯寄存器相匹配的目的地址的所述新數據包至所述緩衝器當所述新數據包具有與存儲在與緩衝器相關聯的寄存器內相匹配的目的地址並且所述最近傳輸至所述緩衝器的數據包比所述計時器閥值更新近。
[0057]此外，每一個網絡元件可以操作以動態路由分配一新數據包至一網絡連接當所述新數據包具有與存儲在與一緩衝器相關聯的寄存器內目的地址相匹配的目的地址並且由於最近傳輸至所述緩衝器的數據包必須經過的時間比所述計時器閥值長。
[0058]另外，每一個網絡元件還可以操作為將動態路由分配的一新數據包以選擇一緩衝器基於當所述新數據包將動態路由分配至一網絡連接時所述緩衝器最近最少使用原則。
[0059]根據具體實施例每一個網絡元件操作以籤發以擁塞令牌當一緩衝器佔滿並且操作以增加為一具有與佔滿緩衝器的所述寄存器內存儲的目的地址相匹配目的地址的數據包在允許一網絡連接動態選擇之前必須經過的時間。當一擁塞令牌被佔滿緩衝器籤發每一個網絡連接可以操作以與將所述佔滿緩衝器相關聯的計時器重置為零或當一擁塞令牌被籤發可操作將所述計時器的閥值增加。
[0060]相似地，每一個網絡元件可操作以籤發一個拒絕令牌當一緩衝器被阻止在許多連續情況下傳輸一個隊列數據包並且操作以增加為一具有與所述拒絕緩衝器的所述寄存器內存儲的目的地址相匹配目的地址的數據包在允許一網絡連接動態選擇之前必須經過的時間段。每一個網絡元件可以被操作以當一拒絕令牌被拒絕緩衝器籤發後將所述計時器重置為零或當一拒絕令牌被籤發將所述計時器的閥值增加。
[0061]理想地，所述大量緩衝器包括大量FIFO (先入先出緩存器)。
[0062]本發明另一方面還提供包括以上描述的多路徑網絡的一乙太網橋或路由器。
[0063]根據本發明通過當前和未來建議的擁塞管理協議本發明尋求在任一擁塞管理協議下消除擁塞。然而，高層協議特徵可能仍潛伏在執行本發明方法的多路徑網絡的任一側:它們僅簡單地沒被請求。
[0064]進一步地，本發明完全能共同使用當前的和未來的擁塞管理協議。一個中間網絡站應該能支持本發明介於站之間執行一高層擁塞管理協議，多餘的擁塞協議簡單路由，允許每一邊的設備都受益，如果可能。
[0065]前述和其它目的、宗旨和有點將接合附圖通過以下本發明的一具體實施例的詳細描述得到更好的理解，附圖中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0066]圖1示出了一個傳統網絡並圖釋在這種網絡中擁塞是如何發展的； 圖2示意性地示出了一包括執行根據本發明端點擁塞管理的多路徑網絡的乙太網橋； 圖3是用於圖2的所述乙太網橋的根據本發明的具有3個階段的多路徑網絡的示意
圖；
圖4是圖3中根據本發明的多路徑網絡的一個連接示意圖；
圖5示意性地示出了根據本發明的一個交叉開關形成圖3所述的多路徑網絡的一部
分；
圖6示意性地示出了用於圖5中的交叉開關的流控制；並且 圖7示出了，以一個簡單形式，圖5所示的交叉開關的一個單個交叉點開關。
【具體實施方式】
[0067]下述乙太網網橋或路由器引入一個附加的協議層，此處指的是「封裝層」(Encapsulation Layer),其處於標準OSI模型的物理層和數據鏈路層之間，能夠封裝網絡層和數據鏈路層的協議數據單元。
[0068]由上所述中間站的定義延伸至包括轉發類似此處所說的封裝層的前述附加協議層封裝的數據包。此處提到的這種類型的站是網橋構架或網絡構架。一多埠網橋結構可通過一系列通過網橋結構交換連結(BFSLs)互聯的網橋結構交換(BFSs)來實現。
[0069]在一PDU中完成封裝，也是英國專利申請號0807937.8共同的未決問題，此處引入該專利文獻全文內容作為參考，並且該英國專利申請提及為「結構協議數據單元」(FPDU),避免了修改下層PDU數據幀報頭或報尾的需求，從而移出了總體的循環冗餘碼校驗(CRC)或其它基於數據幀內容的傳遞信息。一 FPDU用來實現數據傳輸認證和流控制機制。一 FPDU進一步用來提供對於極高性能可升級的乙太網絡許多其它吸引人的特性。
[0070]圖2示出的乙太網橋或路由器I可以連接至大量的分離的乙太網站2並執行封裝網絡層和數據鏈路層的rou進一 FPDU。所述乙太網橋I大體上包括連接有大量乙太網埠3 (圖中為了清楚只示出了其中一個)的一多路徑網絡10，其中每一埠單獨連接至一乙太網站2。所述乙太網埠 3按通常設計並且每一個埠包括與乙太網站建立數據連接的裝置、一接收裝置或輸入裝置4以實現乙太網接收功能、一傳輸裝置或輸出裝置5以實現乙太網傳輸功能。
[0071]所述乙太網埠 3連接至提供傳統功能例如數據包緩衝6的一網絡界面7。然而，所述網絡界面還包括一乙太網PDU封裝器8，該封裝器連接上述網絡界面7至網絡10的入站埠(圖中未示出)並且一乙太網rou解封裝器9連接至網絡10的出站埠(圖中未示出)返回至上述乙太網埠 3。所述乙太網PDU封裝器8執行封裝層協議從而產生上述FPDU。理想的所述乙太網橋I的每一埠 3均分別具有相應的網絡界面7、乙太網PDU封裝器8和乙太網PDU解封裝器9。
[0072]上述網絡10是一專有的多路徑網絡例如圖3示出的那種，包括大量網際網路元件18此處為BFS通過網絡連結17按BFSL形式互聯。每一 BFSL17為優選的雙向(全雙工)連接。沿每一方向傳遞的數據和認證以及沿一方向的數據流控制狀態可以和網橋結構交換連結反向傳遞的數據多路復用。圖4示出了一 BFSL17以及聯合所述輸入和輸出連接至所述連結17。當然在一大網絡中將具有大量的BFS和數據包在抵達網絡10出站埠前經由許多BFS18和BFSL17穿過所述網絡。根據之前提及的，網絡數據包通過網絡結構傳輸在此處是指與封裝乙太網PDU相關的FPDU。
[0073]本發明基於當許多源同時試圖發送數據至一個相同目的因而終端點發生擁塞的現實，網絡擁塞明顯臨近所述目的地終端點。這將在臨近終端點上導致嚴重影響。以臨近終端點為目的的通信量，本應該自由流通，趕上以所述擁塞終端點為目的的通信量。而且，當擁塞發生在臨近所述終端點為緩解擁塞能做的很少由於所述數據越接近目的地所述通信量流只有很少的路由選擇以避免所述擁塞的路徑。通常當所述數據接近目的地時僅有一個路徑並且如果這個路徑阻塞了則所有沿該路徑至這一目的地的通信都將擁塞。
[0074]然而，在一多路徑網絡中當所述數據遠離目的地終端點則具有更多選擇路徑流向一目的地。這種靈活性可以用來避開一擁塞終端點地點中的熱點，防止不相關路徑的二次擁塞。如果交換網絡是以多路徑網絡從一源至一目的提供不止一個可能路徑則動態路由，例如自適應路由，可以被使用。自適應連接或自適應路由是提高一多路徑網絡交換性能的一種可行方法特別是在所述網絡傳輸隨機交通量模式常見於數據中心中的複雜環境，例如，其服務運行多種不同動態數據流變化的應用。
[0075]此處沒有詳細描述的使用動態路由的網絡中數據包次序管理也是英國專利申請號0808862.7共同的未決問題，此處引入該專利文獻全文內容作為參考。然而，可理解的此處描述的網絡10，其包含動態路由功能，包括為一系列具有相同源/目的地地址的數據包保持數據包次序的手段。
[0076]執行動態路由多路徑網絡10的一個例子在圖3中示出。示出的網絡僅僅示出本發明；顯而易見地本發明可等同應用於包括不同數量的網絡元件和不同等級和不同布置的交互互聯的許多其它網絡拓撲結構。
[0077]圖3左邊和右邊的矩形A至I和R至Z代表終端點，這些可以是服務，磁碟或其它網段。圓圈代表中間站18，典型地網橋或路由器，依賴於支持的協議。由之前提及，這種中間站指的是網橋構架交換機(BFS)其一起能實現大型網橋或路由器。中間站之間和終端點與中間站之間的連接線代表交互互聯連接17，在其上數據幀或數據包將傳輸通過所述網絡10。
[0078]使用傳統動態路由，一 PDU從終端點A移動至終端點Z必須經過BFS SI和S9但是可以經由BFS S4、S5或S6的任一個。由於BFS SI上執行動態路由，如果輸出BFS S4和S5佔用從終端點B和C發送數據，則傳統動態路由通常將數據從終端點A發送至BFS S6，這將是一個較少佔用的連接。
[0079]根據本發明，另一方面，選擇一較少佔用BFS不是自動的並且:應用其它更複雜的規則，以下將更詳細地描述。
[0080]任何系統的吞吐量由系統的瓶頸決定。瓶頸就是最小帶寬點。對於一個系統來說遭遇終端點擁塞所述瓶頸為到終端點的最後連接並且，如果不控制，擁塞將在瓶頸之後發生，阻止數據往其它終端點移動。
[0081]在本發明的情況下所述最終目的地址(UDA)意指與所述網絡出站埠地址至少部分相關的一目的地址。然而，所述UDA還可以包括關於其它區分數據包的準側例如優先級、TCP流、或其它影響數據包最終目的的參數的數據。所述UDA可以包括一目的地址超出網絡最後出站埠並且可能甚至比最後終端站更遠。這一機制可以剛好用於應用層上以防止一應用遭受來自運行在相同終端站上的其它應用的嚴重擁塞。[0082]根據本發明，試圖發往相同UDA的所有FPDUs應該鼓勵彼此跟隨。當所述數據穿過網絡隨後階段這將自然發生因為它們都試圖抵達所述相同UDA穿過越來越少的可能路徑。然而在多路徑網絡的早期狀態，使用傳統自適應路由以避免擁塞，它們可能被鼓勵沿不同的，少佔用的路由。考慮到這些FPDUs將再次匯聚由於它們都試圖抵達相同的UDA，本發明基於允許動態路由沿不同方向穿過網絡發送至少具有相同UDA的FPDUs沒有什麼優勢。
[0083]數據包穿過網絡的路由涉及數據包使用一系列BFSLs的傳輸。根據本發明，具有相同UDA的FPDUs人為地沿相同路徑穿過網絡並且人為地使用相同的BFSLs系列。也就是說當FPDUs具有共同UDA時FPDUs根據其出站埠分類，為確保所有這種FPDUs沿相同路徑所述FPDUs的動態路由被禁止。這意味著所有發往一個擁塞終端點的FPDUs將使用相同時間傳送但是，更重要地，所述試圖發往一擁塞終端點的FPDU將不會競爭接近所述終端點的BFSs的連接。所述多路徑網絡將仍然遭受擁塞但是現在擁塞發生在所述FPDUs穿過網絡的路徑的早期狀態此時其它，不相關的通信量，能更容易地在阻塞連接周圍動態路由傳送數據至所述擁塞終端點。
[0084]這，反過來，意味著當不相關通信量接近其終端點將更傾向於使用一未擁塞連接，遠離繁忙連接傳輸所述FPDUs至所述擁塞的終端點。
[0085]如之前所述，如圖4所示，所述多路徑網絡由一系列中間站或BFSsl8通過連結或BFSLsl7相連而組成。每一個連結17被分配給大量單獨可識別的虛擬數據通道。在該例子中，每一個BFSL17分配了 8個虛擬數據通道但是顯然地分配更少或更多虛擬數據通道也可以實現，必要時，按照網絡性能要求分配。每一個虛擬數據通道分配至少一個單獨可尋址的緩衝器21和一個流控制22 (參見圖5和圖6)。所述緩衝器21可以是，例如，在連結17的接收端的FIFOs並且用於緩衝那些不能被立即發送的數據。所述流控制22是一個為管理在每一個網絡連接上分配給數據包的數據通道並確保所述緩衝器不會溢出的機制。
[0086]在任一時刻，每一個虛擬數據通道應該僅為一個UDA傳輸數據。同時預期地多個FPDUs將共用一個虛擬數據通道，它們應該全部具有相同的UDA。也就是說，同時一個或多個FPDUs保持在8個並聯緩衝器21其中一個中等待向前傳輸，唯一能在該緩衝器排隊的的新FPDUs是那些與其具有相同UDA的。
[0087]為了開啟數據通道分配，每一個虛擬數據通道還分配了一個UDA寄存器23。每次一個FPDU使用該虛擬數據通道在所述BFSL上傳輸每一個虛擬數據通道的所述寄存器23加載一個FPDU的UDA號並且覆蓋所述寄存器23中任何現存的UDA號。理想地所述寄存器23交替和/或額外加載所述FPDU的優先級或任何其它用來區分所述數據包的準側。因此，當一 FPDU路由分配至一 BFSL，它指向具有相匹配UDA號23的所述虛擬數據通道。如果每一個指向該BFS所述虛擬數據通道寄存器23中的UDAs沒有一個與所述FPDU的UDA相匹配，則優選的所述FPDU指向最近使用的虛擬數據通道。
[0088]在寄存器中所述FPDUs最近分配給每一個虛擬數據通道的先前UDAs永遠不會失效。該信息仍然保持在所述寄存器23中直到被一個更近分配給該數據通道的FPDU覆蓋。這意味著當前任何具有與當前存儲在所述虛擬數據通道其中一個的寄存器23中的任一個先前UDAs相匹配UDA的新FPDU指向與該虛擬數據通道相關的寄存器21，而不考慮自從具有該UDA的最後一個FPDU傳輸的時間長短。
[0089]由前所述，當具有的UDA與存儲在所述數據通道寄存器23內存儲的UDAs的任一個都不匹配的一個新FPDU被接收，所述FPDU可能自由定位至任何「可用」虛擬數據通道。所述數據通道可用性可以基於自從所述數據通道持續定位至一 FPDU經過的一預定時間段決定但是從所述可用虛擬數據通道的所述定位優選地基於識別最近使用的數據通道。因此，如圖6所示，所述數據通道控制22包括「最少最近使用」邏輯電路25該邏輯電路識別所述虛擬數據通道處於最長非活動狀態。所述最少最近使用的邏輯電路25執行使用記錄所述分配虛擬數據通道次序的寄存器(圖中未示出)。它將，當然，可理解地數據通道選擇方法不同於「最少最近使用」也可適用，適當時。
[0090]每一個數據通道寄存器23還具有可以是簡單計數器形式的一計時器24其在每次一個新UDA寫入所述寄存器23時清零並且在超過一個預定時間閥值時計數相加。對於每一個虛擬數據通道，當所述計時器處於零和所述預定時間閥值之間時，連接至所述虛擬數據通道強制所有源自一交叉開關輸入的FPDUs—自適應路由選擇請求其包括所述輸出連接具有與所述虛擬數據通道UDA匹配。換言之，當具有與存儲在一虛擬數據通道的所述寄存器23內UDA相匹配UDA的一 FPDU的計時器沒有達到所述閥值，該FPDU排出在分配至任一其它虛擬數據通道之外並且被禁止動態連接選擇因為該FPDU必須使用具有與其寄存器內相匹配UDA的所述虛擬數據通道的所述連接的路由分配。
[0091]一旦一計時器到達和/或超過所述閥值，在相關虛擬數據通道上的UDA匹配可以被一自適應路由選擇至其它網絡連接忽略並且所述自適應路由可以選擇任何輸出BFSL15S而，如果一 FPDU自適應路由分配至一輸出，並且所述FPDU的UDA與存儲在所述輸出的虛擬數據通道其中一個的所述寄存器23內的UDA相匹配則，即使所述計時器達到閥值，該FPDU強制使用該匹配的虛擬數據通道。這些在以下將更詳細的描述。理想地，所述計時器24的閥值根據平均時間決定，假定一未擁塞網絡，所述緩衝器傳送一進入的FPDU。例如，所述計時器24的閥值可以設定大約6微秒。
[0092]如果所述FPDU的優先級(或一些其它區分準則)包括作為所述UDA的一部分存儲在所述寄存器23內的信息，所述網絡使得具有相同目的地址的但是一更高優先級FPDUs追上具有相同目的地但是低優先級的FPDUs通過使用一交替數據通道即在並聯緩衝器庫中的一交替緩衝器21。如果，作為一「最少最近使用」數據通道，一交替數據通道具有較少數據包在其相關緩衝器21內排隊，則一高優先級FPDU分配至所述最少最近使用數據通道將通過網絡傳輸於並聯的一個長數據包隊列末尾具有較低優先級的FPDUs之前，更最近使用的，緩衝器。較高優先級的FPDUs比低優先級的FPDUs優先連接通過所述交叉開關19。這增加一虛擬數據通道存儲高優先級FPDUs的所述FIFO先於一虛擬數據通道存儲高優先級FPDUs的所述FIFO排空的概率。
[0093]每一個緩衝器21包括為監測所述FIFO內容和明確地所述FIFO是否滿了和/或其輸出阻塞的手段。當所述FIFO佔滿則所述緩衝器籤發信息，以擁塞令牌14的形式，以常規方式返回至經由連結17與其連接的所述BFS，指示其裝滿了並且不能接收任何更多的數據包。這些擁塞令牌14的每一個，反過來，強制重設相關計時器24歸零。所述擁塞令牌14還導致所述最少最近使用邏輯電路25將相關數據通路當作最近使用。也就是說，所述擁塞令牌導致所述數據通道選擇機制25更新其狀態這樣與籤發所述擁塞令牌的緩衝器相關聯的所述數據通道最不可能被選擇。所述擁塞令牌還注入所述BFS18的所述交換機制以防止通過所述BFS的交叉開關19連接至所述擁塞緩衝器。通過這種方式，在一個連接至BFS18的輸出的緩衝器的擁塞，通過交換機與其輸入反向通信，通過拒絕連接請求，並且因此遠離終端點。
[0094]相似的，如果在一些場合一 FIFO籤發的傳輸FIFO中排隊的數據包請求被持續拒絕，即，所述FIFO的輸出至一交叉交換開關19被其它網絡通信量阻塞，所述FIFO以拒絕令牌14的形式籤發一信息至經由連結17連接的所述BFS，指示其請求被拒絕。所述拒絕令牌14導致與該FIFO關聯的所述計時器24重置為零並導致最近最少使用邏輯單元25將與該FIFO相關聯的所述虛擬數據通道當作最近使用的。這裡一樣地，所述拒絕令牌導致所述數據通道選擇機制25更新其狀態這樣所述數據通道相關聯的籤發該擁塞令牌緩衝器最不可能被選擇。
[0095]然而，所述拒絕令牌沒有注入所述BFS18的交叉開關並且也不會阻止新數據包通過所述BFS傳輸至所述FIFO。這具有仍然允許具有相匹配UDA的FPDUs傳輸至所述FIFO(直到所述FIFO佔滿的時刻)但是減小所述FIFO —次數據包排隊傳至不同UDAs的風險至最低的影響。因此，具有不同UDAs的新數據包極不可能分配至該虛擬數據通道當所述FIFO的輸出仍然受阻的時候。
[0096]雖然計時器24上的擁塞令牌和拒絕令牌在所述計時器清零時的影響已被描述，在交替接收擁塞令牌或拒絕令牌時可能導致所述計時器閥值增加。在任一情況中擁塞令牌或拒絕令牌的影響是增加具有相匹配UDA的一 FPDU動態網絡連接選擇之前必須經過的時間段增加。
[0097]根據此處描述的擁塞管理方法，傳過所述網絡的特定FPDUs限制使用所述FPDU可能通過網絡的路徑。所有在特定虛擬數據通道上傳送的數據保持次序在任意時間一個連接僅在一個虛擬數據通道傳送FPDU。以下更詳細地描述通過該方法FPDUs限制至一單個虛擬數據通道。
[0098]由之前提及，在每一個BFS18的中心是一個交換交叉開關19。所述交叉開關19具有多個輸入26和多個輸出27。交叉開關19的一個簡單例子在圖5中示出。它將，當然，可理解地輸入和輸出的數量和其布置可以和例子所示的不同。
[0099]當一個FPDU插入所述網絡分配至一個編碼進所述FPDU封裝的報頭的目的號碼或地址並且代表所述網絡請求的FPDU抵達其最終目的地(UDA)的終端站。這用在所述網絡的每一個階段以發送FPDU至其目的地終端點。所述FPDU目的地址編碼成從連結17接收的所述FPDU的報頭並觸發出現在所述BFS18的所述交叉開關19的輸入的一請求29或請求連接選擇。所述請求29伴隨UDA31並且所述FPDU15輸入所述BFS的交叉開關19以選擇一網絡連接和一虛擬數據通道向前傳輸所述FPDU。所述請求29可以是用於網絡早期狀態的一動態路由選擇請求或一點對點請求特別是當所述FPDU接近其終端站或一多路廣播或溢出請求當，例如，一終端站位置未知。交叉開關19中一個或多個單獨交叉點30將響應所述請求並連接至所述輸入這樣該FPDU數據可以通過所述交叉開關19傳輸。
[0100]如圖7所示，所述交叉開關19的交叉點30的所述輸出選擇所述虛擬數據通道發送每一個FPDU。由之前提及的，每次一個FPDU分配一虛擬數據通道所述UDA被替代記錄進該虛擬數據通道相關聯的寄存器23。這些UDA寄存器，每一個單獨與所述交換交叉開關19的一輸出27相關聯，使用一套等效校驗器或匹配邏輯電路28在所述交換交叉點30內測試比較來臨的交換輸入UDA31，所述虛擬數據通道其它方面各自地所述可用性。如果所述來臨的交換輸入請求29是一動態選擇並且所述來臨的FPDU的UDA31，出現在一個交換交叉開關輸入26，匹配任何一個存儲的UDAs與任一交叉開關輸出27相關聯形成所述自適應輸出組的一部分對選擇可用並且每一個數據通道的所述計時器沒有過期，則所述FPDU強制僅連接具有相匹配UDA的那些輸出27。這是事實即使所述交叉開關27的選擇輸出被識別為「佔滿」並且不能再接收任何更多數據而其它輸出空閒在匹配輸出準備就緒以接收FPDU之前可接更好收所述FPDU。
[0101]一旦所述虛擬數據通道計時器24達到其閥值則即使來臨的FPDU的UDA與先前虛擬數據通道UDA相匹配所述來臨FPDU將自由動態連接至一不同交換輸出並且一不同網絡連接。通過這種方式當數據包被強制跟隨其它數據包移動至相同最終目的所述計時器24為所述時間段設定一個上限，當所述數據包進展良好時。一個新數據包定位的虛擬數據通道的選擇可以簡單基於所述虛擬數據通道最少最近被使用來定位但是也可以構想交替地隨機或準隨機選擇。
[0102]當所述匹配邏輯電路28出發所述交叉開關27的一個輸出交換選擇，這一選擇則阻止所述交叉開關中的任何其它交叉點30連接至相同輸入數據15除非，當然，所述請求29是一多路廣播請求。這一交換選擇，基於所述匹配邏輯電路28的輸出，強制FPDUs注入相同緩衝器(虛擬數據通道)由於先前FPDUs具有匹配UDAs。
[0103]然而沒有上限強制數據包跟隨其它數據包至相同UDA如果所述數據包被阻塞進展不良。當許多網絡入站埠試圖向相同網絡出站埠或UDA發送的情形並且遭遇終端點擁塞。在該情形中所述虛擬數據通道緩衝器將被阻塞並且所述計時器值將持續重置以防止所述計時器值達到其閥值。通過這種方式終端點擁塞數據與BFSL的許多虛擬數據通道中的一個隔尚開。
[0104]其UDA不匹配任何先前存儲的所述交叉開關交換輸出的虛擬數據通道UDA的任何接收的FPDU自由選擇BFSLs的任何輸出形成自適應選擇組的一部分，例如，一隨機選擇的輸出BFSL並且這麼做將很可能完全避免終端點擁塞數據。所述自適應選擇機制僅選擇一輸出BFSL，而不選擇一虛擬數據通道。在所述輸出BFSL已經被選擇之後通過所述匹配邏輯電路28在一 BFSL上正確選擇虛擬數據通道。
[0105]本發明執行所述規則最好強制任何FPDU緩衝在其能破壞其它通信量進展之前儘可能早。這一方法鼓勵儘早緩衝可能即使阻止必頂會阻塞的數據進入所述網絡直到有空間可以接收它們為止。總體上，雖然，阻塞數據的總量，佔據在網絡中，與傳統自適應網絡傳輸相同數據相比較極大減少。
[0106]根據此處描述的方法，終端點擁塞數據僅佔用每一個BFSL定義的許多虛擬數據通道的一個。因此終端點擁塞數據可以阻塞在網絡中並且仍允許其它數據通過一 BFSL使用定義給所述BFSL的其它虛擬數據通道中的一個來傳輸。通過這種方式不相關數據和更高優先級數據可以追上所述擁塞數據。真實的所述終端點擁塞數據存在通過釋放整個連接帶寬使其可用與傳輸數據極大提高其它未遭遇終端點擁塞的數據的傳輸。這是與傳統網絡中擁塞數據阻塞未擁塞數據傳輸完全相反的表現。
[0107]根據本發明，阻塞數據的分布更平滑地沿網絡散播並且，特別的，從數據包強制使用特定路由的所述BFSs移除並沿所述網絡可以確認動態路由的早期狀態移動這樣發往不同UDAs的數據包可以完全避開擁塞區域。[0108]此處描述的多路徑網絡可升級的提供從256個或稍微少些的埠至48000個埠或更多。一個使用此處描述方法的單獨乙太網橋或路由器與傳統網橋相比能夠提供極大增強的可連接性。例如，目前最大的10吉比特(Gbe)乙太網橋(結構模塊化的)僅提供288個埠。根據本發明的網絡，運行在IOGbe或更高的一個單獨乙太網橋是可能的，並能提供例如48000個埠。
[0109]雖然此處為乙太網橋或路由器給出了參考，當然，顯然本申請可以用於在網絡輸入和輸出之間傳遞數據包的任何多路徑網絡。同樣，雖然所述多路徑網絡描述為與全雙工連接通道相關，所述連接可能可選的包含一半雙工連接通道具有一邊頻帶以允許認證沿相反方向傳輸。
[0110]雖然本發明已經描述了關於一具體多路徑網絡，它將，當然，顯而易見的本發明能用於任何執行動態路由的多路徑網絡，例如自適應路由，而且沒有限制於一在通過網絡傳輸時使用封裝數據包的網絡結構。
[0111]本發明還提供極大提高性能的僅使用靜態路由的一多路徑網絡。通過區分目的地數據至虛擬數據通道並且限制緩衝的數量一單獨的網絡出站埠可以假定在網絡內，則即使沒有形成動態路由，一單獨目的出站埠將不會阻止其它指向臨近所述擁塞出站埠的出站埠數據傳輸。
[0112]此外，雖然此處作為參考的緩衝器包括FIFO但是可理解的其它形式的能夠按順序方式存儲大量獨立數據包的緩衝也能使用。此外，雖然此處作為參考8個獨立可尋址緩衝器連接至每一連結，它將，當然，顯而易見的是其它數量的緩衝器也能適用，即，兩個或多個優選的為三個或更多。
[0113]因此，可理解的，對本領域技術人員來說發明具體實施例、一般原則和此處描述的特徵進行各種各樣的修改是顯而易見的。因此本發明並不限於示出的具體實施例，並且上述修改和變體仍落入隨附的權利要求的精神和範圍之內。
【權利要求】
1.一種多路徑網絡中分類數據包的方法，所述多路徑網絡具有大量埠 ；大量網絡連接；和大量的網絡元件，每一個網絡元件具有至少第一和第二分別的可尋址緩衝器與一個位於相關網絡元件的網絡連接通信並且所述網絡連接交互互聯所述網絡元件並將所述網絡元件連接至所述埠，所述方法包括: 根據它們的出站埠或埠分類數據包，這樣在一網絡元件上試圖傳往相同出站埠的一第一套數據包在所述第一緩衝器排隊，並且至少試圖傳往與所述第一套數據包不同出站埠的一其它數據包在所述第二緩衝器單獨排隊，由此所述至少一其它數據包就與所述第一套數據包相關的任何擁塞分隔開來； 根據所述入站埠或所述數據包請求的網絡埠地址的至少一部分為每一個數據包分配一個目的地址；和 當分配給一新數據包的目的地址與一個或多個最近通過網絡傳輸的先前數據包目的地址的相匹配，路由分配所述新數據包至傳輸所述具有相同目的地址的一個或多個先前數據包相同網絡連接並使用相同的緩衝器，不考慮所述數據包動態路由分配時是否可以選擇一個不同網絡連接。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一其它數據包由所述網絡元件動態路由分配。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一其它數據包由所述網絡元件服從靜態路由。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述方法進一步包括記錄最近在所述緩衝器內排隊傳輸數據包的目的地址錄入與所述緩衝器相關聯的目的地址寄存器的步驟。
5.如權利要I所述的方法，其中一個最終目的地址分配給每一個數據包，所述最終目的地址包括至少所述數據包的目的地址和至少部分一個或多個其它用於區分所傳輸數據包的準側並且其中在素數緩衝器內排隊的所述最近傳輸數據包的最終目的地址記錄進一與所述緩衝器相關聯的目的地址寄存器。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述其它準則選自的組包括:目的地終端站；目的地優先級；目標應用；和/或目的傳輸控制協議(TCP)流。
7.如權利要求4、5、6任一所述的方法，其中至少一新數據包的目的地址與至少每一個緩衝器的寄存器內存儲的目的地址相比較這樣當一個匹配被識別所述新數據包被分配至具有與存儲在與其相關聯的寄存器內相匹配目的地址的緩衝器。
8.如權利要求1、2、5-7任一所述的方法，其中與所述至少第一和第二緩衝器相關的狀態與每一個網絡連接通信，所述狀態操作以記錄數據包傳輸所述緩衝器的次序並且其中當所述數據包動態路由分配時所述方法包括識別步驟，為每一個動態路由選擇一網絡連接，其緩衝器是最近最少使用的。
9.如權利要求1、4-8任一所述的方法，其中一個計時器關聯至每一個緩衝器並且所述方法還包括步驟，為每一個緩衝器，決定所述最近傳輸至該緩衝器的數據包是否比一計時器閾值更新近。
10.如權利要求9所述的方法，進一步所述方法包括步驟，當一個新數據包具有與存儲在與一個寄存器相關的寄存器中目的地址相匹配的目的地址並且所述最近傳輸至所述緩衝器的數據包傳輸比所述計時器閾值更新近時，定位所述新數據包至具有與存儲在其相關聯寄存器內目的地址相匹配的所述緩衝器。
11.如權利要求9或10所述的方法，進一步包括步驟，當一個新數據包具有與存儲在與一個寄存器相關的寄存器中目的地址相匹配的目的地址並且所述最近傳輸至所述緩衝器的數據包傳輸超出所述計時器閾值時，允許所述新數據包在一網絡連接上動態路由分配。
12.如權利要求9-11任一所 述的方法，其中，當所述最近傳輸至一個緩衝器的數據包傳輸超出所述時間閾值時，所述緩衝器可有可用被定位給未來數據包而不考慮目的地址。
13.如權利要求9-12任一所述的方法，其中所述方法進一步包括當一個緩衝器佔滿並且允許一個具有與存儲在所述佔滿緩衝器的寄存器中目的地址相匹配的目的地址的數據包動態選擇一個網絡連接之前必須經過的時間增加時籤發一個擁塞令牌。
14.如權利要求13所述的方法，其中當一個擁塞令牌被一佔滿緩衝器籤發，關聯至所述佔滿緩衝器的計時器重置歸零。
15.如權利要求13所述的方法，其中當一個擁塞令牌被一佔滿緩衝器籤發，所述計時器閾值增加。
16.如權利要求9-15任一所述的方法，進一步包括當一個緩衝器被阻止在一連續場合傳輸一個排隊的數據包時籤發一個拒絕令牌並且允許一個具有與存儲在所述拒絕緩衝器的寄存器中目的地址相匹配的目的地址的數據包動態選擇一個網絡連接之前必須經過的時間段的步驟。
17.如權利要求16所述的方法，其中當一個被拒絕的緩衝器籤發一個拒絕令牌時，與所述被拒絕緩衝器相關聯的所述計時器重置歸零。
18.如權利要求16所述的方法，其中一個被拒絕的緩衝器籤發一個拒絕令牌時，與所述計時器閾值增加。
19.如權利要求1-18任一所述的方法，其中所述數據包根據其源或入站埠獨立分類。
20.一種在一多路徑網絡中數據傳輸方法，所述多路徑網絡具有大量埠 ；大量網絡連接；和大量的網絡元件，每一個網絡元件具有至少第一和第二分別的可尋址緩衝器與一個網絡連接相連並且所述網絡連接交互互聯所述網絡元件並將所述網絡元件連接至所述埠，所述方法包括如前任一權利要求所述的在所述網絡中分類數據包。
21.一種用於網絡裝置的多路徑網絡，所述多路徑網絡包括大量埠，大量網絡元件和大量的網絡連接交互互聯所述網絡元件和所述大量埠，每一個網絡元件具有定位在其上的至少第一和第二分別的可尋址緩衝器，每一個緩衝器與一個網絡連接通信，所述網絡元件可操作以分類數據包根據它們的出站埠或埠這樣在一網絡元件上試圖傳往相同出站埠的一第一套數據包在所述第一緩衝器排隊並且至少試圖傳往與所述第一套數據包不同出站埠的一其它數據包在所述第二緩衝器單獨排隊由此所述至少一其它數據包就與所述第一套數據包相關的任何擁塞分隔開來。
22.如權利要求21所述的多路徑網絡，其中所述網絡裝置包括一個或多個網橋，交換機，路由器或集線器。
23.如權利要求21或22所述的多路徑網絡，其中所述每一個網絡元件操作以動態路由分配所述至少一個其它數據包。
24.如權利要求21或22所述的多路徑網絡，其中每一個網絡元件操作以執行數據包靜態路由分配。
25.如權利要求21所述的多路徑網絡，其中根據所述出站埠或所述數據包請求的網絡埠的至少部分為每一個數據包分配一個目的地址；並且每一個網絡元件進一步包括一個地址比較器以決定當一個新數據包具有與一個或多個最近傳輸數據包相匹配目的地址由此所述網絡元件操作以在傳輸具有相同目的地址的所述一個或多個最近傳輸數據包相同的網絡連接上路由分配所述新數據包並且使用相同的緩衝器，而不管當所述數據包動態路由分配時是否有一個不同網絡連接可以選擇。
26.如權利要求25所述的多路徑網絡，其中每一網絡元件包括大量目的地址寄存器每一個寄存器分別與大量緩衝器中的一個相關聯，所述寄存器操作以存儲分配給與其相關聯緩衝器最近傳輸數據包的目的地址。
27.如權利要求26所述的多路徑網絡，其中所述目的地址寄存器操作以存儲在於所述寄存器關聯的緩衝器內排隊的最近傳輸數據包的最終目的地址，所述最終目的地址包括至少所述數據包的目的地址和至少部分一個或多個用於區分傳輸的數據包的其它準則。
28.如權利要求27所述的多路徑網絡，其中所述其它準則選自組包括:目的終端站；目的地優先級；目標應用；和/或目的TCP流。
29.如權利要求21-28任一所述的多路徑網絡，其中每一個網絡元件進一步包括與每一個緩衝器相關聯的一個計時器以監測緩衝器接收的最近數據包是否比一計時器閾值更新近。
30.如權利 要求29所述的多路徑網絡，其中每一網絡元件操作以限制僅具有相匹配目的地址的新數據包定位至緩衝器，當所述緩衝器接收的先前最新數據包比所述計時器閾值更新近時。
31.如權利要求29或30所述的多路徑網絡，其中每一網絡元件操作以定位所述新數據包至具有與其相關聯的寄存器內相匹配目的地址的所述緩衝器當所述新數據包具有的目的地址與存儲在關聯於一緩衝器的寄存器內目的地址相匹配並且所述最近傳輸至所述緩衝器的數據包傳輸比所述時間閾值更新近時。
32.如權利要求29或31任一所述的多路徑網絡，其中每一個網絡元件操作以在一網絡連接上動態路由分配一新數據包當所述新數據包具有與存儲在與一緩衝器相關聯的所述寄存器你內匹配的目的地址並且自從所述最近數據包傳輸至所述緩衝器經過的時間比所述計時器閾值長。
33.如權利要求32所述的多路徑網絡，其中當所述新數據包將動態路由分配至一網絡連接每一個網絡元件操作為一個新數據包選擇一緩存器基於所述緩存器最近最少使用的原則。
34.如權利要求29-33任一所述的多路徑網絡，其中每一個網絡元件操作以籤發以擁塞令牌當一緩衝器佔滿並且操作以增加為一具有與佔滿緩衝器的所述寄存器內存儲的目的地址相匹配目的地址的數據包在允許一網絡連接動態選擇之前必須經過的時間。
35.如權利要求34所述的多路徑網絡，其中當一擁塞令牌被籤發後每一個網絡元件操作以將所述計時器重置為零。
36.如權利要求34所述的多路徑網絡，其中當一擁塞令牌被籤發後每一個網絡元件操作以將所述計時器的閾值增加。
37.如權利要求29-36任一所述的多路徑網絡，其中每一個網絡元件操作以籤發一個拒絕令牌當一緩衝器被阻止在許多連續情況下傳輸一個隊列數據包並且操作以增加為一具有與所述拒絕緩衝器的所述寄存器內存儲的目的地址相匹配目的地址的數據包在允許一網絡連接動態選擇之前必須經過的時間段。
38.如權利要求37所述的多路徑網絡，其中當一拒絕令牌被器籤發後每一個網絡元件操作以將所述計時器重置為零。
39.如權利要求37所述的多路徑網絡，其中當一拒絕令牌被器籤發後每一個網絡元件操作以將將所述計時器的閾值增加。
40.如權利要求21-39任一所述的多路徑網絡，其中所述大量緩衝器包括大量先入先出緩存器(FIFO)。
41.如權利要求21-40任一所述的包含一多路徑網絡的乙太網橋或路由器。
【文檔編號】H04L12/715GK103957156SQ201410125356
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2009年6月9日 優先權日:2008年6月9日
【發明者】喬恩·比克羅夫特 申請人:克雷Uk有限公司