專利名稱：一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線(trunk)群中信號線傳播時延的方法，尤指一種在現(xiàn)今高速網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)領(lǐng)域中，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集線器、路由器或交換器等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)裝置內(nèi)的技術(shù)，以有效解決該網(wǎng)絡(luò)裝置間因使用不同長度的信號線(如雙絞線)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中繼線(trunk)群中數(shù)據(jù)包傳播時延(propagation delay)的問題，以確保數(shù)據(jù)流的中繼線數(shù)據(jù)包順序能達成即時的一致性。
近年來，由于局域網(wǎng)及廣域網(wǎng)的興起，不僅擴大了信息傳輸?shù)男诺?，改善了信息流通的速度及品質(zhì)，更在高性能低價電腦的推波助瀾下，有效降低了信息傳送的成本，大幅提升了信息傳送的便利性及普及性。在網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)，以交換信息，如今已成為企業(yè)內(nèi)部或企業(yè)彼此間日常信息溝通的工具。
網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)者為提升傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸效率，經(jīng)常將網(wǎng)絡(luò)上復(fù)數(shù)個傳輸速率較低的網(wǎng)絡(luò)接口的線路，通過一網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，集總在一起，以獲取一整體頻寬較寬的線路，通過該網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，增進傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸速度及效率，此種將同一種信號線路集總在一起的技術(shù)，一般稱為連線集總(link aggregation)。
目前網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)者針對前述需求所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)，如

圖1所示，以將10條10Mb的網(wǎng)絡(luò)線路20集總在一起的一網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)10為例，該網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)10包括至少兩個網(wǎng)絡(luò)交換器11及12。一電腦終端機3所傳送的數(shù)據(jù)流(data stream)的數(shù)據(jù)包，可先經(jīng)由一網(wǎng)絡(luò)交換器11對其進行的編碼處理后，再分配至該網(wǎng)絡(luò)線路20所形成的不同信道(channel)，并以接近100Mb/s的傳輸速率，將該數(shù)據(jù)包傳送至另一網(wǎng)絡(luò)交換器12，再經(jīng)由該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12對其的解碼處理，還原成該數(shù)據(jù)流后，將該數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包傳送至另一電腦終端機4，完成數(shù)據(jù)包的傳輸工作。
此一作法，雖然在理論上確實可有效提升傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸速度及效率，但事實上，由于根據(jù)IEEE 802.3ad的規(guī)定，不允許網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)在傳輸過程中將中繼線群中的數(shù)據(jù)包分解成小片段。此一規(guī)范的限制，迫使網(wǎng)絡(luò)制造業(yè)者在設(shè)計該種網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)時，為保持數(shù)據(jù)包在傳輸上的完整性，必須犧牲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸效率。以前述傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)為例，該網(wǎng)絡(luò)交換器11對欲傳送的數(shù)據(jù)流(data stream)A中的12個數(shù)據(jù)包進行編碼處理后，該數(shù)據(jù)包被分配至該網(wǎng)絡(luò)線路20所形成的10個信道(channel)，參閱圖2所示，并以約100Mb/s的傳輸速率，同時被傳送至另一網(wǎng)絡(luò)交換器12，由于該數(shù)據(jù)包中編號為1的數(shù)據(jù)包較長，其占用信道的時間也較長，而編號為7的數(shù)據(jù)包較短，其占用信道的時間也較短，故當編號為7的數(shù)據(jù)包抵達該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12時，該編號為1的數(shù)據(jù)包尚占用信道進行傳輸，因此該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12必須同一中繼線群中的各數(shù)據(jù)包均被接收后，才能逐一對其進行解碼還原。故為保持數(shù)據(jù)包在傳輸上的完整性，一般的處理方式是將下一中繼線群中的數(shù)據(jù)包，以前一中繼線群中最長的數(shù)據(jù)包為基準，由該網(wǎng)絡(luò)交換器11在同一時序進行發(fā)送，造成各信道中相鄰數(shù)據(jù)包間產(chǎn)生傳送上的時差Td，致使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法達到預(yù)期的傳輸速率。
此種網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)在不同時序下傳送各中繼線群的數(shù)據(jù)包時，主要是利用該網(wǎng)絡(luò)交換器11以數(shù)據(jù)流的各數(shù)據(jù)包的前端為定序起始，并在一中繼線群的各數(shù)據(jù)包尾端分別插入一設(shè)定的時間間隙Ts，參閱圖3所示，該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12根據(jù)該時間間隙TS，識別同一信道中不同中繼線群的各數(shù)據(jù)包。但此一設(shè)計方式，由于在架設(shè)該網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)時，該兩個網(wǎng)絡(luò)交換器11及12間是以信號線(如雙絞線)進行連接，其所形成的各網(wǎng)絡(luò)信道(channel)20上，常因信號線的長度配設(shè)不一，極易產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)傳播時延(propagation delay)，令該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12無法準確判斷出該時間間隙Ts，進而造成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法準確排序數(shù)據(jù)包，使得所接收的數(shù)據(jù)包無法達成即時的一致性，從而要求上層軟件層具備排序功能，否則無法確保中繼線數(shù)據(jù)流中各數(shù)據(jù)包的順序性，進而造成在數(shù)據(jù)包的辨識及傳輸上的錯誤。
本發(fā)明的主要目的是鑒于前述傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)在傳送中繼線數(shù)據(jù)包時所存在的諸多缺失，提供一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法。
本發(fā)明的一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法，是在一網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)中兩個對應(yīng)連接的網(wǎng)絡(luò)交換器上分別設(shè)置一計數(shù)器，通過該計數(shù)器分別計算從一網(wǎng)絡(luò)交換器發(fā)送一標記包直至其收到由另一網(wǎng)絡(luò)交換器傳來的一確認接收中繼線數(shù)據(jù)包的標記包(mark)所需的時間Ti，以及從該另一網(wǎng)絡(luò)交換器在收到該標記包及中繼線數(shù)據(jù)包直至其產(chǎn)生該確認收到中繼線數(shù)據(jù)包的標記包所需的時間Tt，并令該另一網(wǎng)絡(luò)交換器在將該確認收到的標記包傳送至該網(wǎng)絡(luò)交換器時，將該時間值Tt附加記錄于該確認收到的標記包中，該網(wǎng)絡(luò)交換器收到該確認收到的標記包后，可通過讀取該時間值Tt，再依公式Tx＝(Ti-Tt)/2，計算出該兩個網(wǎng)絡(luò)交換器間各網(wǎng)絡(luò)信道對該中繼線數(shù)據(jù)包造成的時延Tx，以在該網(wǎng)絡(luò)交換器對所收到的中繼線數(shù)據(jù)包進行編碼時，能針對傳播時延(propagation delay)進行校正，以準確判斷出同一網(wǎng)絡(luò)信道中各數(shù)據(jù)包間的時間間隙，正確將該中繼線數(shù)據(jù)包還原成數(shù)據(jù)流，完成數(shù)據(jù)包的傳輸工作。
本發(fā)明的效果是通過在一網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)中兩個對應(yīng)連接的網(wǎng)絡(luò)交換器上分別設(shè)置一計數(shù)器有效解決網(wǎng)絡(luò)裝置間因使用不同長度的信號線導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)中繼線(trunk)群中數(shù)據(jù)包傳播時延(propagation delay)的問題，以確保數(shù)據(jù)流的中繼線數(shù)據(jù)包順序達成即時的一致性。
對附圖的簡單說明圖1所示為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖；圖2所示為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)中各中繼線群的數(shù)據(jù)包在各信道中的傳輸時序圖；圖3所示為另一傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)中各中繼線群的數(shù)據(jù)包在各信道中的傳輸時序圖；圖4所示為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)中數(shù)據(jù)包在各信道中傳輸時的時序狀態(tài)示意圖；下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
現(xiàn)今應(yīng)用連線集總技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)中，一網(wǎng)絡(luò)交換器11在通過其上各節(jié)點(node)，以中繼方式發(fā)送一數(shù)據(jù)流(data stream)，將其中的數(shù)據(jù)包經(jīng)由至少一以上網(wǎng)絡(luò)線路20(如雙絞線)所形成的不同信道(channel)，傳送至另一網(wǎng)絡(luò)交換器12相對的各節(jié)點時，該網(wǎng)絡(luò)交換器11上各該節(jié)點(node)所設(shè)的一的發(fā)送邏輯111(transmitter)，參閱圖1所示，必須根據(jù)IEEE 802.3ad的規(guī)定，先發(fā)送一特殊規(guī)格的標記包(marker)，如表1所示，其為根據(jù)IEEE 802.3ad的規(guī)定所發(fā)送的特殊規(guī)格的標記包(marker)。
該標記包通過各該網(wǎng)絡(luò)線路20，被傳送于另一網(wǎng)絡(luò)交換器12上相對各節(jié)點所設(shè)的一接收邏輯121(receiver)，令該接收邏輯121接收傳來的數(shù)據(jù)包。完成接收該數(shù)據(jù)流(data stream)數(shù)據(jù)包后，該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12上的各節(jié)點，將通過其上所設(shè)的一發(fā)送邏輯122(transmitter)，根據(jù)IEEE 802.3ad的規(guī)定，發(fā)送另一標記包(acknowledgement marker)，并通過各該網(wǎng)絡(luò)線路20將其傳送至該網(wǎng)絡(luò)交換器11上相對各節(jié)點所設(shè)的一接收邏輯112(receiver)，通知已完成該數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)包的接收。
由于，IEEE 802.3ad法規(guī)對在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中傳送的各中繼線數(shù)據(jù)包，規(guī)定在其傳送及接收的過程中，兩個對應(yīng)連接的網(wǎng)絡(luò)交換器11、12必需通過其上的發(fā)送邏輯(transmitter)及接收邏輯(receiver)分別產(chǎn)生的一標記包及一確認收到的標記包(acknowledgement marker)以進行數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包的傳送及接收。在此溝通過程中，參閱圖4所示，由于該兩個網(wǎng)絡(luò)交換器11、12發(fā)送及接收同一數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包時，所需的時間Tt是相同，該兩個網(wǎng)絡(luò)表1標記PDU(Marker PDU)八位(Octets) 標記應(yīng)答PDU(Marker Response PDU)
交換器11、12所產(chǎn)生的標記包(marker)，自一網(wǎng)絡(luò)交換器通過各該網(wǎng)絡(luò)線路20被傳送至另一網(wǎng)絡(luò)交換器時所需的時間Tx也是相同，故各該網(wǎng)絡(luò)線路20對數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)包所造成的時延Tx，即可由下列公式算得Tx＝(Ti-Tt)/2，其中Ti表示從一網(wǎng)絡(luò)交換器發(fā)送一標記包直至其收到由另一網(wǎng)絡(luò)交換器傳來的一確認收到的標記包所需的時間。
本發(fā)明利用此一概念，在各該網(wǎng)絡(luò)交換器11、12上分別設(shè)置一計數(shù)器(counter)，通過該計數(shù)器分別計算從該網(wǎng)絡(luò)交換器11在發(fā)送該標記包直至其收到由該另一網(wǎng)絡(luò)交換器傳來的該確認收到的標記包所需的時間Ti，以及從該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12在接收該標記包直至其產(chǎn)生該確認收到的標記包所需的時間Tt，并令該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12在將該確認收到的標記包傳送至該網(wǎng)絡(luò)交換器11時，將該時間值Tt附加記錄于該確收到的標記包中，該網(wǎng)絡(luò)交換器11接收到該確認收到的標記包后，可通過讀取該時間值Tt，再依前述公式Tx＝(Ti-Tt)/2，計算出各該網(wǎng)絡(luò)線路20對數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包所造成的時延Tx。
本發(fā)明再在該網(wǎng)絡(luò)交換器11、12上分別設(shè)置一寄存器(register)，利用各該寄存器，記錄該網(wǎng)絡(luò)交換器11、12上每一節(jié)點n對應(yīng)的線路20所造成的傳播時延。令各該網(wǎng)絡(luò)交換器11、12以各對應(yīng)線路20的傳播時延的最大值Tmax，作為內(nèi)部傳播時延校正的基準值，以根據(jù)該校正基準值再依下列公式Ts(n)＝Tmax-Tx(n)，對每一節(jié)點n對應(yīng)的線路20的傳播時延Tx(n)，計算出傳播時延的校正值Ts(n)，以在該另一網(wǎng)絡(luò)交換器12對所接收的數(shù)據(jù)包逐一進行解碼時，對傳播時延進行校正，以準確地判斷出同一信道中各數(shù)據(jù)包間的時間間隙Ts，正確還原成數(shù)據(jù)流，完成數(shù)據(jù)包的傳輸工作。
如此，當網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)在處理不同時序下傳送的各中繼線群的數(shù)據(jù)包時，各該網(wǎng)絡(luò)交換器即可根據(jù)所計算的各節(jié)點n對應(yīng)的線路20的傳播時延Tx(n)，準確辯識該時間間隙Ts，使得所接收的數(shù)據(jù)包能有效達成即時的一致性，并確保中繼線數(shù)據(jù)流中各數(shù)據(jù)包的接收順序性，令數(shù)據(jù)包在辨識及傳輸上，不致發(fā)生傳輸錯誤的問題。
權(quán)利要求
1.一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于該方法是在一網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)中兩個對應(yīng)連接的網(wǎng)絡(luò)交換器上分別設(shè)置一計數(shù)器，由該計數(shù)器分別計算一網(wǎng)絡(luò)交換器在發(fā)送一標記包直至其收到由另一網(wǎng)絡(luò)交換器傳來的一確認收到中繼線數(shù)據(jù)包的標記包所需的時間Ti，及該另一網(wǎng)絡(luò)交換器在接收該標記包及中繼線數(shù)據(jù)包直至其產(chǎn)生該確認收到中繼線數(shù)據(jù)包的標記包所需的時間Tt，并令該另一網(wǎng)絡(luò)交換器在將該確認收到標記包傳送至該網(wǎng)絡(luò)交換器時，將該時間值Tt附加記錄于該確認收到的標記包中；該網(wǎng)絡(luò)交換器接收到該確認收到的標記包后讀取該時間值Tt，再依公式Tx＝(Ti-Tt)/2計算出該兩個網(wǎng)絡(luò)交換器間各網(wǎng)絡(luò)信道對該中繼線數(shù)據(jù)包所造成的時延Tx。
2.如權(quán)利要求1所述的一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于該網(wǎng)絡(luò)交換器對所接收的中繼線數(shù)據(jù)包進行解碼時，能依據(jù)該時延Tx對各該網(wǎng)絡(luò)信道上的傳播時延進行校正，以準確判斷出同一網(wǎng)絡(luò)信道中各數(shù)據(jù)包間的時間間隙，正確將該中繼線數(shù)據(jù)包還原成數(shù)據(jù)流。
3.如權(quán)利要求1所述的一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于該兩個對應(yīng)連接的網(wǎng)絡(luò)交換器上每一節(jié)點n是通過其上的一發(fā)送邏輯及接收邏輯分別產(chǎn)生的一標記包及一確認收到的標記包，進行該對應(yīng)節(jié)點間數(shù)據(jù)包的傳送及接收。
4.如權(quán)利要求3所述的一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于該網(wǎng)絡(luò)交換器上另分別設(shè)有一寄存器，利用各該寄存器記錄該節(jié)點n對應(yīng)的線路所造成的傳播時延。
5.如權(quán)利要求4所述的一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于各該網(wǎng)絡(luò)交換器是以各對應(yīng)線路的傳播時延的最大值Tmax，作為內(nèi)部傳播時延校正的基準值，根據(jù)該校正基準值再依下列公式Ts(n)＝Tmax-Tx(n)，對每一節(jié)點n對應(yīng)的線路的傳播時延Tx(n)，計算出傳播時延的校正值Ts(n)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于各該網(wǎng)絡(luò)交換器對所接收的數(shù)據(jù)包逐一進行解碼時，是依據(jù)該校正值Ts(n)，對每一節(jié)點n對應(yīng)的線路所造成的傳播時延進行校正，以準確判斷出同一信道中各數(shù)據(jù)包間的時間間隙Ts，正確還原成數(shù)據(jù)流。
全文摘要
一種自動校正網(wǎng)絡(luò)中繼線群中信號線傳播時延的方法,在網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)中兩個對應(yīng)連接的網(wǎng)絡(luò)交換器上分別設(shè)置一計數(shù)器,根據(jù)計數(shù)器的計數(shù)再通過相關(guān)公式計算出該兩個網(wǎng)絡(luò)交換器各網(wǎng)絡(luò)信道對該中繼線數(shù)據(jù)包所造成的時延Tx,在該網(wǎng)絡(luò)交換器對所接收的中繼線數(shù)據(jù)包進行解碼時,能針對傳播時延進行校正,準確判斷出同一網(wǎng)絡(luò)信道中各數(shù)據(jù)包間的時間間隙,將該中繼線數(shù)據(jù)包正確還原成數(shù)據(jù)流完成數(shù)據(jù)包的傳輸工作,并減少因數(shù)據(jù)流序列錯誤而產(chǎn)生上層軟件層等候或舍棄一序列數(shù)據(jù)流的可能性。
文檔編號H04L12/56GK1358002SQ0013412
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月4日
發(fā)明者卓裕文, 張至皓 申請人:友訊科技股份有限公司