本發(fā)明涉及一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其中，通過在各一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接根據(jù)通信協(xié)議傳輸包含元數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀。

元數(shù)據(jù)在此表示在一個(gè)數(shù)據(jù)幀中所包含的所有與有效數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)包含用于傳輸和處理數(shù)據(jù)幀的控制和協(xié)議信息，例如發(fā)射器和接收器的地址、數(shù)據(jù)幀的類型和/或數(shù)據(jù)幀的長度。通常，數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)置于有效數(shù)據(jù)之前并且形成數(shù)據(jù)幀的幀頭(header)。

背景技術(shù)：

目前工業(yè)領(lǐng)域、特別是自動(dòng)化和汽車工業(yè)以及能源領(lǐng)域越來越多地需要通信網(wǎng)絡(luò)，該通信網(wǎng)絡(luò)以唯一的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議為基礎(chǔ)適用于所有從現(xiàn)場總線層級(jí)直至管理層級(jí)的通信服務(wù)。在此自2000年開始，在工業(yè)領(lǐng)域中以越來越多地實(shí)施以太網(wǎng)協(xié)議為基礎(chǔ)的通信?，F(xiàn)在，研究小組在研發(fā)對(duì)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)ieee802.1和ieee802.3(ieee＝電氣和電子工程師協(xié)會(huì))的擴(kuò)展，該以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)適用于在唯一收斂的所謂的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(tsn)中的通信服務(wù)并且實(shí)現(xiàn)所謂的服務(wù)質(zhì)量(qos)。盡管不同優(yōu)先級(jí)的各種服務(wù)在通信網(wǎng)絡(luò)中共存，但是對(duì)于高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)，例如對(duì)于所謂的控制數(shù)據(jù)流量(cd-traffic)、對(duì)于在控制器與裝置之間的每個(gè)路徑必須保證最小傳輸時(shí)間(lowlatency(低延遲))和最小抖動(dòng)(lowjitter(低抖動(dòng)))。服務(wù)的優(yōu)先級(jí)越高，在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的傳輸時(shí)間和抖動(dòng)必須越小。這時(shí)必須將較低優(yōu)先級(jí)的服務(wù)對(duì)較高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)的傳輸時(shí)間和抖動(dòng)的影響最小化。這種盡可能的無反饋是對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的各種服務(wù)在通訊網(wǎng)絡(luò)中有效共存的前提。

現(xiàn)在，所謂的ieee802.3brinterspersingexpresstraffic(iet)研究小組在研討用于未來以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，在收斂的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)中在ieee802.3的標(biāo)準(zhǔn)的責(zé)任范圍內(nèi)，將較低優(yōu)先級(jí)的服務(wù)對(duì)較高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)的傳輸時(shí)間和抖動(dòng)的影響最小化。尤其是高優(yōu)先級(jí)服務(wù)應(yīng)當(dāng)能夠通過先占中斷較低優(yōu)先級(jí)服務(wù)的發(fā)送。對(duì)此限定了兩個(gè)優(yōu)先級(jí)類。將高優(yōu)先級(jí)服務(wù)的所有數(shù)據(jù)幀組合成所謂的快速幀的優(yōu)先級(jí)類。將所有其他的數(shù)據(jù)幀組合成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級(jí)類(非快速幀)。為了發(fā)送快速幀，能夠中斷標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀的傳輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于說明一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的改進(jìn)方法，該方法減少了較高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)的數(shù)據(jù)幀的傳輸時(shí)間和傳輸抖動(dòng)。

本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明有利的設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。

在根據(jù)本發(fā)明的用于在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的方法中，通過在各一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接根據(jù)通信協(xié)議傳輸包含元數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀，其中，對(duì)于每一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，管理要從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鞯臄?shù)據(jù)幀的發(fā)送列表。此外，規(guī)定重要性成對(duì)不同的至少三個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的優(yōu)先級(jí)集合。通信協(xié)議允許：給發(fā)送列表中的每個(gè)數(shù)據(jù)幀分配一個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，并且中斷發(fā)送列表的數(shù)據(jù)幀的當(dāng)前傳輸，從而傳輸在發(fā)送列表中包含的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀分配高于當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的中斷優(yōu)先級(jí)。

在此，第一中斷優(yōu)先級(jí)在其具有的重要性高于第二中斷優(yōu)先級(jí)時(shí)表示為高于第二中斷優(yōu)先級(jí)。該重要性限定了優(yōu)先級(jí)集合的總次序。

發(fā)送列表能夠劃分成子發(fā)送列表，這些子發(fā)送列表例如分別具有中斷優(yōu)先級(jí)相同的數(shù)據(jù)幀。

由此根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)的是，取決于數(shù)據(jù)幀的中斷優(yōu)先級(jí)來中斷其傳輸。更確切地，為了傳輸收入同一發(fā)送列表的每個(gè)另外的數(shù)據(jù)幀，該另外的數(shù)據(jù)幀分配有高于當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的中斷優(yōu)先級(jí)，能夠中斷發(fā)送列表的數(shù)據(jù)幀的傳輸，其中，設(shè)置至少三個(gè)不同的中斷優(yōu)先級(jí)。由此能夠限定不同中斷優(yōu)先級(jí)的服務(wù)，從而使數(shù)據(jù)幀在所屬服務(wù)的中斷優(yōu)先級(jí)越高的情況下被越優(yōu)先地傳輸。這尤其允許：相應(yīng)的服務(wù)的中斷優(yōu)先級(jí)越高，就越多的減少服務(wù)的數(shù)據(jù)幀的平均傳輸時(shí)間和抖動(dòng)。因?yàn)樵O(shè)置有至少三個(gè)不同的中斷優(yōu)先級(jí)，因此能夠根據(jù)相應(yīng)的要求非常靈活地調(diào)整中斷優(yōu)先級(jí)。由此，對(duì)于用于服務(wù)的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)，其中該服務(wù)要求以非常小的傳輸延遲以及高可用性來傳輸數(shù)據(jù)幀，根據(jù)本發(fā)明的方法尤其有利地適合。

本發(fā)明的一個(gè)設(shè)計(jì)方案提出，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的發(fā)射器與接收器之間協(xié)商：多少不同的中斷優(yōu)先級(jí)提供用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的發(fā)送列表。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案考慮到如下可能性：即，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的發(fā)射器和接收器有區(qū)別地支持多個(gè)不同的中斷優(yōu)先級(jí)。對(duì)于這樣的情況在此提出，在傳輸數(shù)據(jù)幀之前，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的發(fā)射器和接收器之間協(xié)商能使用的中斷優(yōu)先級(jí)的數(shù)量。尤其地，這個(gè)設(shè)計(jì)方案包括如下可能性：在一個(gè)發(fā)射器與一個(gè)接收器之間協(xié)商從不中斷數(shù)據(jù)幀的傳輸，如果該發(fā)射器或者該接收器不支持傳輸中斷的話。

在本發(fā)明的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中提出，通信協(xié)議允許：將在發(fā)送列表中包含的數(shù)據(jù)幀的有效數(shù)據(jù)在傳輸該數(shù)據(jù)幀之前劃分成子數(shù)據(jù)幀，并且依次傳輸該數(shù)據(jù)幀的這些子數(shù)據(jù)幀，其中該數(shù)據(jù)幀分配有中斷優(yōu)先級(jí)，該中斷優(yōu)先級(jí)低于在優(yōu)先級(jí)集合中包含的最高中斷優(yōu)先級(jí)。在此設(shè)計(jì)方案中確定能否中斷數(shù)據(jù)幀的傳輸，該確定如下實(shí)現(xiàn)：在發(fā)送該數(shù)據(jù)幀的一個(gè)子數(shù)據(jù)幀之前分別檢查發(fā)送列表是否包含一個(gè)數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀分配有該子數(shù)據(jù)幀的比該數(shù)據(jù)幀更高的中斷優(yōu)先級(jí)。在此，每個(gè)子數(shù)據(jù)幀優(yōu)選地具有至少64字節(jié)的幀長度。

通過將數(shù)據(jù)幀分解(fragmentierung)成子數(shù)據(jù)幀，此設(shè)計(jì)方案有利地實(shí)現(xiàn)了能相對(duì)簡單地實(shí)施的中斷數(shù)據(jù)幀的傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方案，在其傳輸之前分別檢查，是否能夠傳輸更高中斷優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)幀。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，幀長為至少64字節(jié)的子數(shù)據(jù)幀則是尤其有利的和優(yōu)選的，因?yàn)橥ǔＲ蕴W(wǎng)協(xié)議為一幀提供至少64字節(jié)的長度。

在本發(fā)明的另外的設(shè)計(jì)方案中提出，通信協(xié)議允許：當(dāng)在數(shù)據(jù)幀的傳輸期間將一個(gè)分配有高于當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的中斷優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)幀收入發(fā)送列表時(shí)，中斷發(fā)送列表的數(shù)據(jù)幀的傳輸中斷。在此優(yōu)選地，規(guī)定最小剩余字節(jié)數(shù)，并且僅僅當(dāng)數(shù)據(jù)幀的還沒有傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)超過規(guī)定的最小剩余字節(jié)數(shù)時(shí)，才中斷發(fā)送列表中的數(shù)據(jù)幀的傳輸。此外優(yōu)選地，在發(fā)送列表的數(shù)據(jù)幀的傳輸中斷時(shí)，形成一個(gè)子數(shù)據(jù)幀并且將其收入發(fā)送列表，其中該子數(shù)據(jù)幀包含數(shù)據(jù)幀的還沒傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)。

在本發(fā)明的這個(gè)設(shè)計(jì)方案中，與前述設(shè)計(jì)方案不同地，并不是與另外的、要由發(fā)射器發(fā)送的數(shù)據(jù)幀無關(guān)地將數(shù)據(jù)幀分解成子數(shù)據(jù)幀，而是僅僅在確實(shí)存在一個(gè)要由發(fā)射器發(fā)送的數(shù)據(jù)幀時(shí)，該數(shù)據(jù)幀才分配有高于當(dāng)前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的中斷優(yōu)先級(jí)。這相對(duì)于前述的設(shè)計(jì)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：僅在酌情將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀碎片化，從而相對(duì)于前述設(shè)計(jì)方案平均地減少了數(shù)據(jù)幀的傳輸時(shí)間。然而，這要求對(duì)另外的、要由發(fā)射器發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的輸入持續(xù)監(jiān)控，并且實(shí)施酌情地中斷數(shù)據(jù)幀的傳輸。在數(shù)據(jù)幀的還沒有傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)超過規(guī)定的最小剩余字節(jié)數(shù)的情況下，對(duì)中斷數(shù)據(jù)幀的傳輸?shù)南拗朴欣刈柚沽瞬槐匾暮馁M(fèi)，該耗費(fèi)用于中斷傳輸已經(jīng)幾乎完全傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀。

在本發(fā)明另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中提出，給數(shù)據(jù)幀分配低于在優(yōu)先級(jí)集合中包含的最高中斷優(yōu)先級(jí)的一個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)包含分配給數(shù)據(jù)幀的中斷優(yōu)先級(jí)以及表征數(shù)據(jù)幀的幀號(hào)。如果將數(shù)據(jù)幀劃分成子數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀的每個(gè)子數(shù)據(jù)幀優(yōu)選地包含元數(shù)據(jù)，該元數(shù)據(jù)包含分配給數(shù)據(jù)幀的中斷優(yōu)先級(jí)、表征數(shù)據(jù)幀的幀號(hào)以及數(shù)據(jù)幀的還沒有發(fā)送的有效數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。

本發(fā)明的這些設(shè)計(jì)方案一方面允許數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)提取其中斷優(yōu)先級(jí)。此外，它們?cè)试S通過不同的幀號(hào)將非最大中斷優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)幀相互區(qū)分開，以及通過相同的幀號(hào)表示屬于同一類型的數(shù)據(jù)幀的子數(shù)據(jù)幀，從而接收器能夠?qū)⑺鼈兘M成數(shù)據(jù)幀。在子數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)中的、數(shù)據(jù)幀的還沒有發(fā)送的有效數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)的說明使得子數(shù)據(jù)幀的接收器能辨識(shí)：接收器是否或者什么時(shí)候接收到了一個(gè)數(shù)據(jù)幀的全部子數(shù)據(jù)幀進(jìn)而完全接收到了該數(shù)據(jù)幀。

本發(fā)明的另外的設(shè)計(jì)方案提出，規(guī)定為子數(shù)據(jù)幀預(yù)留的組播地址，并且每個(gè)跟隨第一子數(shù)據(jù)幀的子數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)包含這些規(guī)定的組播地址作為目標(biāo)地址。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案使得接收器能識(shí)別：接收到的子數(shù)據(jù)幀是否是碎片化的數(shù)據(jù)幀的第一子數(shù)據(jù)幀。

在前述的本發(fā)明的兩個(gè)設(shè)計(jì)方案中，劃分為子數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)幀的接收器優(yōu)選地借助于由其接收的子數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)確定：接收器是否接收了數(shù)據(jù)幀的全部的子數(shù)據(jù)幀，該確定如下實(shí)現(xiàn)：接收器確定所有由其接收的子數(shù)據(jù)幀的有效數(shù)據(jù)字節(jié)的總數(shù)，并且與數(shù)據(jù)幀的有效數(shù)據(jù)字節(jié)的總數(shù)進(jìn)行比較，其中由接收器接收的子數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)包含同一個(gè)幀號(hào)。此外，在接收器接收到數(shù)據(jù)幀的全部子數(shù)據(jù)幀之后，接收器將由其接收的子數(shù)據(jù)幀合成一個(gè)數(shù)據(jù)幀，其中由接收器接收的子數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)包含同一個(gè)幀號(hào)。

這個(gè)設(shè)計(jì)方案使得接收器能有利地使用在子數(shù)據(jù)幀的元數(shù)據(jù)中包含的信息，從而將子數(shù)據(jù)幀合成完整的數(shù)據(jù)幀。

優(yōu)選地，在通信網(wǎng)絡(luò)中使用根據(jù)本發(fā)明的方法，該通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)本發(fā)明的方法的應(yīng)用是尤其優(yōu)選的，因?yàn)橐蕴W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)尤其用于具有服務(wù)的應(yīng)用，該應(yīng)用要求以非常小的傳輸延遲和高使用性來傳輸數(shù)據(jù)幀，對(duì)其根據(jù)本發(fā)明的方法尤其適合。

附圖說明

通過結(jié)合聯(lián)系附圖詳細(xì)描述的實(shí)施例進(jìn)行的說明，使得上面描述的本發(fā)明的性能、特征和優(yōu)點(diǎn)以及其如何實(shí)現(xiàn)的類型和方式更為清楚和便于理解。在此示出：

圖1是傳輸五個(gè)數(shù)據(jù)幀的時(shí)間曲線；

圖2是快速幀的結(jié)構(gòu)和發(fā)送；

圖3是非快速幀的結(jié)構(gòu)和發(fā)送，該非快速幀未劃分為子數(shù)據(jù)幀；

圖4是非快速幀的結(jié)構(gòu)和發(fā)送，該非快速幀劃分為三個(gè)子數(shù)據(jù)幀；

圖5是非快速幀的先占標(biāo)簽的數(shù)據(jù)字段；

圖6示出不中斷地發(fā)送的非快速幀的接收，該非快速幀尚未劃分為子數(shù)據(jù)幀；

圖7示出非快速幀的接收，該非快速幀已劃分為三個(gè)子數(shù)據(jù)幀；

圖8示出第一中斷變體方案的流程圖；

圖9示出第二中斷變體方案的流程圖。

相互對(duì)應(yīng)的部分在所有附圖中配置有相同的標(biāo)號(hào)。

具體實(shí)施方式

附圖1示例性地示出通過通信網(wǎng)絡(luò)中的由發(fā)射器到接收器的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接根據(jù)通信協(xié)議傳輸五個(gè)分別包含元數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀的時(shí)間曲線。通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。相應(yīng)地，通信協(xié)議是以太網(wǎng)協(xié)議并且數(shù)據(jù)幀是以太網(wǎng)幀。將重要性成對(duì)不同的至少三個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的規(guī)定的優(yōu)先級(jí)集合的中斷優(yōu)先級(jí)分配給發(fā)射器的發(fā)送列表的每個(gè)數(shù)據(jù)幀。分配了優(yōu)先級(jí)集合中包含的最高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)幀稱為快速幀。所有其他數(shù)據(jù)幀稱為非快速幀。

如果在傳輸期間分配有高于當(dāng)前傳輸?shù)姆强焖賻闹袛鄡?yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)幀被收入發(fā)送列表，倘若非快速幀的還沒傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)超過最小剩余字節(jié)數(shù)、例如規(guī)定為44字節(jié)，就根據(jù)通信協(xié)議中斷發(fā)送列表中的非快速幀的傳輸。

對(duì)此第一中斷變體方案提出，將每個(gè)在發(fā)送列表中包含的非快速幀的有效數(shù)據(jù)在傳輸非快速數(shù)據(jù)幀之前劃分成子數(shù)據(jù)幀，這些子數(shù)據(jù)幀被依次傳輸，其中該非快速數(shù)據(jù)幀包含多于規(guī)定的最小剩余字節(jié)數(shù)的有效數(shù)據(jù)，例如多余88字節(jié)。在發(fā)送非快速幀的子數(shù)據(jù)幀之前分別檢查：發(fā)送列表是否包含一個(gè)數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀分配有這個(gè)子數(shù)據(jù)幀的、高于非快速幀的中斷優(yōu)先級(jí)。如果發(fā)送列表應(yīng)包含如此的數(shù)據(jù)幀，則暫緩子數(shù)據(jù)幀的傳輸進(jìn)而開始傳輸這個(gè)數(shù)據(jù)幀(對(duì)此參見附圖8)。

第二中斷變體方案對(duì)此可替換地提出，發(fā)送列表中的非快速幀沒有在其傳輸前已經(jīng)劃分成子數(shù)據(jù)幀，而是僅僅在以下情況時(shí)才如此：如果在非快速幀的傳輸期間將分配有高于當(dāng)前傳輸?shù)姆强焖賻闹袛鄡?yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)幀收入發(fā)送列表，倘若非快速幀的還沒有傳輸?shù)挠行ё止?jié)數(shù)超過最小剩余字節(jié)數(shù)。在這種情況下，中斷非快速幀的傳輸，形成包含非快速幀的還沒有傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)的子數(shù)據(jù)幀，并且將其收入發(fā)送列表，并且開始傳輸具有更高中斷優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)幀。

相反地，一直不中斷地傳輸快速幀。

在附圖1中，ef_1和ef_2表示第一快速幀和第二快速幀，nef2frag_1、nef2frag_2和nef2frag_3表示第一非快速幀的三個(gè)不同的子數(shù)據(jù)幀，該第一非快速幀分配有在優(yōu)先級(jí)集合中包含的第三高的中斷優(yōu)先級(jí)，nef1frag_1、nef1frag_2和nef1frag_3表示第二非快速幀的三個(gè)不同的子數(shù)據(jù)幀，該第二非快速幀分配有在優(yōu)先級(jí)集合中包含的第二高的中斷優(yōu)先級(jí)，并且nef1表示第三非快速幀，該第三非快速幀同樣被分配有在優(yōu)先級(jí)集合中包含的第二高的中斷優(yōu)先級(jí)。

首先，傳輸?shù)谝环强焖賻牡谝蛔訑?shù)據(jù)幀nef2frag_1。為了傳輸?shù)诙强焖賻?，中斷第一非快速幀的傳輸。在此隨后，傳輸?shù)诙强焖賻牡谝蛔訑?shù)據(jù)幀neffrag_1。隨后為了傳輸?shù)谝豢焖賻琫f1，中斷第二非快速幀的傳輸。在傳輸?shù)谝豢焖賻?，由此中斷的第二非快速幀的傳輸通過傳輸?shù)诙强焖賻牡诙訑?shù)據(jù)幀nef1frag_2得以繼續(xù)。此后為了傳輸?shù)诙焖賻琫f_2，再一次中斷第二非快速幀的傳輸。在傳輸?shù)诙焖賻琫f_2之后，由此中斷的第二非快速幀的傳輸通過傳輸?shù)诙强焖賻牡谌齻€(gè)并且是最后的子數(shù)據(jù)幀nef1frag_3得以繼續(xù)。隨后，通過傳輸?shù)谝环强焖賻牡诙訑?shù)據(jù)幀nef2frag_2，繼續(xù)傳輸被中斷的第一非快速幀。此后為了傳輸?shù)谌强焖賻琻ef1，再次中斷第一非快速幀的傳輸。并不將第三非快速幀nef1劃分成子數(shù)據(jù)幀并且不中斷地傳輸，例如因?yàn)樵趹?yīng)用第一中斷變體方案的情況下，其并不包含多于規(guī)定的最小剩余字節(jié)數(shù)的有效數(shù)據(jù)字節(jié)，或者因?yàn)樵趹?yīng)用第二中斷變體方案的情況下，在傳輸?shù)谌强焖賻琻ef1期間沒有快速幀被收入發(fā)送列表。在傳輸?shù)谌强焖賻髇ef1，繼續(xù)第一非快速幀的傳輸并且通過傳輸?shù)谝环强焖賻牡谌齻€(gè)并且是最后的子數(shù)據(jù)幀nef2frag_3來結(jié)束傳輸。

通信協(xié)議與已知的以太網(wǎng)協(xié)議有如下區(qū)別，即通信協(xié)議允許數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)亩鄬蛹?jí)的先占。多層級(jí)的先占理解為上面描述的中斷非快速幀的傳輸，該中斷是以傳輸快速幀或者非快速幀為目的，該非快速幀分配有高于當(dāng)前傳輸?shù)姆强焖賻闹袛鄡?yōu)先級(jí)。在附圖1中假設(shè)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的發(fā)射器和接收器都支持這種多級(jí)先占。要在數(shù)據(jù)幀傳輸前，例如借助于協(xié)商協(xié)議、如鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議(lldp)在發(fā)射器和接收器之間搞清楚：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的發(fā)射器和接收器對(duì)多級(jí)先占是否支持、或者支持到何種程度。如果因此本該表明，發(fā)射器或者接收器不支持多級(jí)先占，那么無多級(jí)先占地將數(shù)據(jù)幀從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鳌Ｔ诎l(fā)射器和發(fā)接收器都支持多級(jí)先占這種情況下，在傳輸數(shù)據(jù)幀之前發(fā)射器和接收器搞清楚：多少不同的中斷優(yōu)先級(jí)提供用于多級(jí)先占，并且在多級(jí)先占的情況下非快速幀最多劃分成多少子數(shù)據(jù)幀。

附圖2至4示意性地示出數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)幀的發(fā)送。在此，附圖2示出快速幀ef的結(jié)構(gòu)和發(fā)送，附圖3示出沒有劃分成子數(shù)據(jù)幀的非快速幀nef1的結(jié)構(gòu)和發(fā)送，并且圖4示出劃分成三個(gè)子數(shù)據(jù)幀的非快速幀nef2的結(jié)構(gòu)和發(fā)送。

根據(jù)圖2快速幀ef具有用于元數(shù)據(jù)的header(幀頭)，其置于包含在快速幀ef中的有效數(shù)據(jù)p之前。在header中包含的元數(shù)據(jù)包括：接收器地址da，該地址是接收器的mac地址(＝media-access-control-adresse)；發(fā)射器地址sa，該地址是發(fā)射器的mac地址；可選的vlan-tag(虛擬局域網(wǎng)標(biāo)簽型)vlan和用于標(biāo)明為了解釋有效數(shù)據(jù)p所需要的協(xié)議的以太類型條目ethertype。為了識(shí)別傳輸錯(cuò)誤，快速幀ef被在發(fā)射器的發(fā)射端口處的發(fā)射模塊1補(bǔ)充了校驗(yàn)和fcs，并且發(fā)送到接收器的接收端口，該發(fā)射端口與接收器的接收端口連接。校驗(yàn)和fcs例如以已知的方式由快速幀ef的元數(shù)據(jù)和有效數(shù)據(jù)p形成作為crc校驗(yàn)和(crc＝cyclicredundanycheck循環(huán)冗余檢驗(yàn))并且作為發(fā)送的快速幀ef的trailer(拖尾)插入有效數(shù)據(jù)p之后。

圖3示出非快速幀nef1的結(jié)構(gòu)和發(fā)送，該非快速幀沒有劃分為子數(shù)據(jù)幀并且其發(fā)送沒有被中斷。如圖2中示出的快速幀ef，非快速幀nef1具有用于元數(shù)據(jù)的header，其包括：接收器地址da、發(fā)射器地址sa、可選的vlan-tagvlan和以太類型條目ethertype。為了將非快速幀nef1與快速幀ef區(qū)分開并且描述非快速幀的多級(jí)先占特性，其header具有被先占模塊3加入其中的元數(shù)據(jù)，該元數(shù)據(jù)包括以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype和先占標(biāo)簽iet_tag。以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype將非快速幀nef1與快速幀ef區(qū)分開。先占標(biāo)簽iet_tag包含用于多級(jí)先占的相關(guān)信息，在下面借助于圖5對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)描述。在加入以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype和先占標(biāo)簽iet_tag后，為了識(shí)別傳輸錯(cuò)誤，非快速幀nef1如快速幀ef一樣被在發(fā)射器的發(fā)射端口處的發(fā)射模塊1補(bǔ)充了校驗(yàn)和fcs，并且發(fā)送到接收器的接收端口，該發(fā)射端口與接收器的接收端口連接。

圖4示出非快速幀nef2的結(jié)構(gòu)和發(fā)送，非快速幀的有效數(shù)據(jù)p在其從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌髦案鶕?jù)上面說明的第一中斷變體方案劃分成3個(gè)子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3。如圖2中所示出的快速幀ef，非快速幀nef2具有用于元數(shù)據(jù)的header，其頭包括接收器地址da、發(fā)射器地址sa、可選的加vlan-tagvlan和以太類型條目ethertype。由先占模塊3從快速幀nef2中形成3個(gè)子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3。第一子數(shù)據(jù)幀包含非快速幀nef2的有效數(shù)據(jù)p的第一有效數(shù)據(jù)部分p1，并且具有header，其如圖3中所示出的非快速幀nef1的header一樣包括作為元數(shù)據(jù)的接收器地址da、發(fā)射器地址sa、可選的vlan-tagvlan和以太類型條目ethertype以及以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype和先占標(biāo)簽iet_tag。兩個(gè)另外的子數(shù)據(jù)幀frag2、frag3分別包含快速幀nef2的有效數(shù)據(jù)p的各一個(gè)另外的有效數(shù)據(jù)部分p2、p3，并且分別具有header，其包含作為元數(shù)據(jù)的為子數(shù)據(jù)幀預(yù)留的組播地址da_peer、對(duì)于發(fā)射器的相應(yīng)發(fā)射端口特別的mac端口地址sa_if以及以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype和先占標(biāo)簽iet_tag。為了識(shí)別傳輸錯(cuò)誤，由在發(fā)射端口處的發(fā)射模塊1給通過先占模塊3形成的子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3中的每個(gè)補(bǔ)充校驗(yàn)和fcs，并且將這些子數(shù)據(jù)幀發(fā)送到接收器的接收端口。

圖5示例性地示出非快速幀nef1、nef2的先占標(biāo)簽iet_tag的劃分成三個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)字段，其中，占標(biāo)簽的iet_tag的每個(gè)字節(jié)在圖5中的一行中示出。

包括八比特的第一數(shù)據(jù)字段d1和包括三比特的第二數(shù)據(jù)字段d2包含非快速幀nef1、nef2的還未發(fā)送的有效數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。該實(shí)施例的數(shù)據(jù)字節(jié)d1、d2的比特的總數(shù)十一匹配于通常設(shè)置用于以太網(wǎng)幀的有效數(shù)據(jù)字節(jié)的最大數(shù)1500。根據(jù)非快速幀nef1、nef2的在數(shù)據(jù)字節(jié)d1、d2中包含的還未發(fā)送的有效數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)和已經(jīng)接收的有效數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，接收器可以識(shí)別出其是否已經(jīng)接收了非快速幀nef1、nef2的所有有效數(shù)據(jù)p。

包括三比特的第一數(shù)據(jù)字段d3包含指派給非快速幀nef1，nef2的幀號(hào)，借助幀號(hào)區(qū)分同一個(gè)發(fā)送列表中的不同非快速幀nef1、nef2。通過在圖5中示出的先占標(biāo)簽iet_tag，從而能夠分配八個(gè)不同的幀號(hào)，并且因此能夠?qū)藗€(gè)非快速幀nef1、nef2相互區(qū)分開。當(dāng)將非快速幀nef1、nef2劃分為多個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3時(shí)(參見圖4)，所有這些子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3獲得同一個(gè)幀號(hào)，從而接收器能夠識(shí)別屬于同一個(gè)非快速幀nef1、nef2的子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3。

另外的、分別包括一比特的第四數(shù)據(jù)字段d4包含分配給非快速幀nef1、nef2的中斷優(yōu)先級(jí)。在此，對(duì)此所需的第四數(shù)據(jù)字段d4的數(shù)量取決于包含在優(yōu)先級(jí)集合中的中斷優(yōu)先級(jí)的數(shù)量。在圖5示出了十個(gè)第四數(shù)據(jù)字段d4。然而當(dāng)優(yōu)先級(jí)集合例如只包含三個(gè)不同的中斷優(yōu)先級(jí)時(shí)，為了標(biāo)明非快速幀nef1、nef2的中斷優(yōu)先級(jí)，只需要一個(gè)第四數(shù)據(jù)字段d4，因?yàn)閮?yōu)先級(jí)集合只包含兩個(gè)不同的中斷優(yōu)先級(jí)，這些中斷優(yōu)先級(jí)能夠分配給一個(gè)非快速幀nef1、nef2(因?yàn)樽罡咧袛鄡?yōu)先級(jí)正是相應(yīng)地為快速幀ef預(yù)留的)。相反地例如，當(dāng)優(yōu)先級(jí)集合包含五個(gè)不同的中斷優(yōu)先級(jí)，為了標(biāo)明非快速幀nef1、nef2的中斷優(yōu)先級(jí)，需要兩個(gè)第四數(shù)據(jù)字段d4。類似情況適用于在優(yōu)先級(jí)集合中包含的中斷優(yōu)先級(jí)的更高數(shù)量。

圖6和圖7分別示出在非快速幀nef1、nef2的接收器的接收端口接收非快速幀nef1、nef2。

圖6示出了根據(jù)圖3不中斷地接收已發(fā)送的尚未劃分成子數(shù)據(jù)幀的非快速幀nef1。通過在接收器端口處的接收器模塊5接收非快速幀nef1。接收器模塊5借助于校驗(yàn)和fcs檢查：是否無錯(cuò)誤地接收非快速幀nef1。當(dāng)此檢查的結(jié)果是正面時(shí)，接收器模塊5移除校驗(yàn)和fcs并且將非快速幀nef1轉(zhuǎn)送至碎片整理模塊7。碎片整理模塊7借助于在非快速幀nef1的header中的元數(shù)據(jù)識(shí)別出：非快速幀nef1未劃分成子數(shù)據(jù)幀并且被完全接收，并且將以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype和先占標(biāo)簽iet_tag從header中移除。

圖7示出根據(jù)圖4發(fā)送的非快速幀nef2的接收，該非快速幀nef2已經(jīng)被劃分成3個(gè)子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3。三個(gè)包含各一個(gè)校驗(yàn)和fcs的子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3依次由在接收器端口處的接收器模塊5接收。接收器模塊5對(duì)于每個(gè)子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3借助于他們的校驗(yàn)和fcs檢查：是否已經(jīng)沒有錯(cuò)誤地接收了子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3。當(dāng)此檢查的結(jié)果是正面時(shí)，接收器模塊5將相應(yīng)的校驗(yàn)和fcs移除并且將相應(yīng)的子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3轉(zhuǎn)送至碎片整理模塊7。碎片整理模塊7借助于在子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3的header中的元數(shù)據(jù)識(shí)別出：非快速幀nef2劃分為子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3，并且什么時(shí)候已經(jīng)完全地接收了所有三個(gè)子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3。在完全接收所有三個(gè)子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3之后，碎片整理模塊7將子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3再次組合成最原始的非快速幀nef2，其中，碎片整理模塊將以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype和先占標(biāo)簽iet_tag從header中移除。

根據(jù)圖2至4、6和7，發(fā)射模塊1僅僅給由其發(fā)射的數(shù)據(jù)幀添加各一個(gè)校驗(yàn)和fcs，并且接收器模塊5僅僅分別將校驗(yàn)和fcs從由其接收的數(shù)據(jù)幀中移除，其中，對(duì)于快速幀、沒有劃分成子數(shù)據(jù)幀的非快速幀和非快速幀的子數(shù)據(jù)幀，分別以相同的方式執(zhí)行校驗(yàn)和fcs的添加和移除。因此，與常規(guī)的沒有多級(jí)先占的以太網(wǎng)協(xié)議的應(yīng)用相比，對(duì)于快速幀、非快速幀和子數(shù)據(jù)幀的處理不需要專門的或者附加的發(fā)射器模塊1或者接收器模塊5。

以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype和先占標(biāo)簽iet_tag僅僅用于實(shí)現(xiàn)具有多級(jí)先占的傳輸中斷，并且在接收非快速幀之后被再次移除，從而使這些幀在其接收之后能夠以其原始形式由osi模型(＝opensystemsinterconnectionmodel開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)的更高層來處理。

圖8示出上面已經(jīng)提到的用于發(fā)送列表的第一中斷變體方式的流程圖，該發(fā)送列表用于以下情況，優(yōu)先級(jí)集合包含五個(gè)不同的中斷優(yōu)先級(jí)。在下面，這些中斷優(yōu)先級(jí)中的最高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)0，第二高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)1，第三高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)2，第四高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)3以及第五高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)4。因此每個(gè)快速幀分配有中斷優(yōu)先級(jí)0，而每個(gè)非快速幀分配有中斷優(yōu)先級(jí)1至4。在圖8中示出的流程圖包含在下面描述的方法步驟s1至s9.4。

s1：從發(fā)送列表中提取數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀以下被稱為“被研究的數(shù)據(jù)幀”并且在所有在發(fā)送列表中當(dāng)前包含的且沒有處理的數(shù)據(jù)幀當(dāng)中具有最高的中斷優(yōu)先級(jí)。

s2：檢查被研究的數(shù)據(jù)幀是否是非快速幀，例如通過檢查其是否具有以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype。當(dāng)不是該情況時(shí)，被研究的數(shù)據(jù)幀是快速幀并且執(zhí)行s3；否則，被研究的數(shù)據(jù)幀是非快速幀并且執(zhí)行s4。

s3：發(fā)送在此情況下是快速幀的被研究的數(shù)據(jù)幀(參見圖2和其描述)。隨后再次執(zhí)行s1。

s4：例如借助于lldp(鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議)檢查：是否發(fā)射器和接收器都支持多級(jí)先占。當(dāng)不是該情況時(shí)，執(zhí)行s5；否則執(zhí)行s6.1。

s5：不中斷地發(fā)送在這此情況下是非快速幀的被研究的數(shù)據(jù)幀(參見圖3和其描述)。隨后再次執(zhí)行s1。

s6.x，其中x＝1、2、3、4：檢查發(fā)送列表是否包含具有中斷優(yōu)先級(jí)x的仍要發(fā)送的子數(shù)據(jù)幀frag2、frag3。當(dāng)是該情況時(shí)，執(zhí)行s7.x；否則執(zhí)行s8.x。

s7.x，其中x＝1、2、3、4：發(fā)送在s6.x中確定的具有中斷優(yōu)先級(jí)x的仍要發(fā)送的子數(shù)據(jù)幀frag2、frag3。隨后執(zhí)行s1。

s8.x，其中x＝1、2、3、4：檢查發(fā)送列表是否包含具有中斷優(yōu)先級(jí)x的非快速幀。當(dāng)不是該情況時(shí)，在方法步驟s6.x+1的x＝1、2、3的情況下以及在x＝4的情況下，執(zhí)行方法步驟s1；否則執(zhí)行s9.x。

s9.x，其中x＝1、2、3、4：在s8.x中確定的具有中斷優(yōu)先級(jí)x的非快速幀如上述在一定條件下、即當(dāng)這些非快速幀包含的有效數(shù)據(jù)字節(jié)多于規(guī)定的最小字節(jié)數(shù)時(shí)，被劃分成子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3。當(dāng)非快速幀劃分成子數(shù)據(jù)幀frag1、frag2、frag3時(shí)，發(fā)送第一子數(shù)據(jù)幀frag1(參見圖4和其描述)，并且將另外的子數(shù)據(jù)幀frag2、frag3收入發(fā)送列表。否則，也就是說當(dāng)非快速幀沒有劃分成子數(shù)據(jù)幀時(shí)，不中斷地發(fā)送非快速幀(參見圖3和其描述)。隨后執(zhí)行s1。

圖9示出上面已經(jīng)提到的用于發(fā)送列表的第二中斷變體方案的流程圖，該發(fā)送列表用于如下的情況，即優(yōu)先級(jí)集合包含五個(gè)不同的中斷優(yōu)先級(jí)。如在對(duì)圖8的描述中一樣的，這些中斷優(yōu)先級(jí)中的最高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)0，第二高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)1，第三高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)2，第四高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)3以及第五高的標(biāo)記為中斷優(yōu)先級(jí)4。因此每個(gè)快速幀分配有中斷優(yōu)先級(jí)0，而每個(gè)非快速幀分配有中斷優(yōu)先級(jí)1至4。在圖9中示出的流程圖包含在下面描述的方法步驟s1和s10至s20。

s1：從發(fā)送列表中提取數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀以下稱為“被研究的數(shù)據(jù)幀”并且在所有發(fā)送列表中當(dāng)前包含的并且沒有處理的數(shù)據(jù)幀當(dāng)中具有最高的中斷優(yōu)先級(jí)。

s10：例如借助于lldp(鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議)檢查：是否發(fā)射器和接收器都支持多級(jí)先占。當(dāng)不是該情況時(shí)，執(zhí)行s11；否則執(zhí)行s12。

s11：發(fā)送被研究的數(shù)據(jù)幀。隨后執(zhí)行s1。

s12：檢查被研究的數(shù)據(jù)幀是否是非快速幀，例如通過檢查其是否具有以太類型補(bǔ)充條目iet_ethertype。當(dāng)不是該情況時(shí)，被研究的數(shù)據(jù)幀是快速幀并且執(zhí)行s13；否則被研究的數(shù)據(jù)幀是非快速幀并且執(zhí)行s16.1。

s13:檢查當(dāng)前是否在傳輸非快速幀。當(dāng)不是該情況時(shí)，執(zhí)行s14；否則執(zhí)行s15。

s14：完全地傳輸在此情況下是快速幀的被研究的數(shù)據(jù)幀。隨后執(zhí)行s1。

s15：在當(dāng)前被發(fā)送的非快速幀的仍未傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)超過最小剩余字節(jié)數(shù)時(shí)，中斷當(dāng)前被發(fā)送的非快速幀的傳輸，并且形成包含非快速幀仍未傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)的子數(shù)據(jù)幀，并且將其收入發(fā)送列表。否則，結(jié)束當(dāng)前被發(fā)送的非快速幀的傳輸。無論如何隨后執(zhí)行s14。

s16.x，其中x＝1、2、3、4：檢查是否剛好發(fā)送具有中斷優(yōu)先級(jí)x的非快速幀。當(dāng)是該情況時(shí)，執(zhí)行s1；否則在方法步驟s17.x的x＝1、2、3的情況下和在x＝4的情況下執(zhí)行方法步驟s19。

s17.x，其中x＝1、2、3：檢查被研究的數(shù)據(jù)幀是否具有中斷優(yōu)先級(jí)x。當(dāng)不是該情況時(shí)，執(zhí)行s16.x+1；否則執(zhí)行s18。

s18：檢查當(dāng)前是否發(fā)送非快速幀。當(dāng)不是該情況時(shí)，執(zhí)行s19；否則執(zhí)行s20。

s19：由此開始傳輸被研究的數(shù)據(jù)幀。隨后執(zhí)行s1。

s20：在當(dāng)前被發(fā)送的非快速幀的仍未傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)超過最小剩余字節(jié)數(shù)時(shí)，中斷當(dāng)前被發(fā)送的非快速幀的傳輸，并且形成包含非快速幀的仍未傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)的子數(shù)據(jù)幀，并且將其收入發(fā)送列表。否則，結(jié)束當(dāng)前被發(fā)送的非快速幀的傳輸。無論如何隨后執(zhí)行s19。

雖然通過優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)地具體地舉例說明和描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不受公開的例子的限制并且其他的變體方案能夠不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍地由本領(lǐng)域人員推導(dǎo)出來。

參考標(biāo)號(hào)表

1發(fā)射模塊

3先占模塊

5接收器模塊

7碎片整理模塊

d1至d4數(shù)據(jù)字段

da接收器地址

da_peer組播地址

ef、ef_1、ef_2快速幀

ethertype以太類型條目

fcs校驗(yàn)和

frag1、frag2、frag3子數(shù)據(jù)幀

iet_ethertype以太類型補(bǔ)充條目

iet_tag先占標(biāo)簽

nef1、nef2非快速幀

nef1frag_1、nef1frag_2、nef1frag_3子數(shù)據(jù)幀

nef2frag_1、nef2frag_2、nef2frag_3子數(shù)據(jù)幀

p有效數(shù)據(jù)

p1、p2、p3有效數(shù)據(jù)部分

s1至s20方法步驟

sa發(fā)射器地址

sa_ifmac端口地址

vlanvlan-tag。