專利名稱：從第一裝置到至少一個第二裝置在以太網內傳輸可預先確定優(yōu)先分類級的數據包的方法
根據下面稱為以太網標準的IEEE 802.3標準形成的局域計算機網絡，描述了一種技術，用它使終端設備經公共使用的串行總線相連接。對該總線的訪問可通過所謂的載波監(jiān)聽多路訪問(存取)/爭用檢測(CSMA/CD)調節(jié)。以太網協(xié)議是一種所謂的還算好的協(xié)議，即所有在總線上連接的終端設備在進行競爭的存取情況下，按統(tǒng)計平均值經總線傳輸其待傳輸的數據，而不管待傳輸數據的類型怎樣，具有相同的概率。
然而在許多情況下，必需使某種數據流比其它數據流優(yōu)先。其例子有具有實時要求的數據流，例如音頻數據流或視頻數據流以及控制機器的報警信息。這類數據流在傳輸時需要某種最低質量。然而在以太協(xié)議情況下現在不能擔保這種最低質量，因為在CSMA/CD協(xié)議情況下數據流不可能進行區(qū)分，因此也不可能對數據流有不同處理方法。
以太網總線是一種無源傳輸介質，呼叫處理率是分散在同樣按照以太網協(xié)議工作的終端設備內實現的。所謂交換以太網是一種技術，其中局域網絡按照IEEE802.3標準通過包交換取代通常的以太網進行耦合。包交換通過所謂以太網節(jié)點實現。一個以太網節(jié)點具有多個雙向入口，所謂端口。以太網節(jié)點必須通過至少一個輸出端口轉接輸入的數據包，該輸出端口是直接或間接與目的地或數據包目的地連接的。如果到達不同的輸入包，這些包必需經過同一輸出端口輸出，則數據包被中間儲存。為此應用的緩沖存儲器可能在高負荷狀況下溢出，新到達的數據包在這種情況下將丟失。
由文獻[1]已經公知以太網協(xié)議的各種包種格式。
基于本發(fā)明的問題是給出一種符合以太網標準的方法，應用此法在傳輸數據流時，關系到實時請求可保證傳輸的某種最低質量。
本問題根據權利要求1所述方法解決。
在根據權利要求1所述方法中，由第一裝置以可預定的時間間隔至少產生一時間信息，并且傳輸到至少一個第二裝置。該時間信息包括一同步信息，依據該同步信息求出若干時間區(qū)間，這些時間區(qū)間總是為一個可預定的優(yōu)先分類級的數據包(DD)的傳輸設置的。在接收時間信息后對所接收的時間信息估值，其中求出同步時間，依據此岡步時間求出這些時間區(qū)間，這些時間區(qū)間總是為一個可預定的優(yōu)先分類級的數據包的傳輸設置的。
通過該方法可以在全部通信連接期間保留所需的設備，這些設備是分配給可預定的通信連接的、是在連接接通階段所取得的、在通信連接期間必需的。按照這樣方式，對于待傳輸的數據包的質量求能實現極其可靠的保證。
本發(fā)明的有益擴展由從屬權利要求給出。
在本方法的擴展中，對由第一裝置要傳輸的每一數據包各分配一優(yōu)先分類級，根據優(yōu)先分類級識別數據包是有益的。緊接著考慮優(yōu)先分類級把數據包傳輸到第二裝置。
這種擴展的顯著優(yōu)點首先在于數據包的優(yōu)化例如根據待傳輸的數據流的類型是可能的。按照這種方式對于基于傳輸時涉及實時要求必需高度優(yōu)先的數據包用統(tǒng)計方法保證所要求的質。
與此有關，語言表達“用統(tǒng)計方法”可以這樣理解與應用的優(yōu)先分類級相對應，可以按某種概率給出質量要求保證。其原因在于數據包按照其優(yōu)先權利例如高優(yōu)先權的數據包比低優(yōu)先權的數據包優(yōu)先傳輸。
為了能夠實現多級通信連接，即經過多個以太網轉換節(jié)點的通信連接，在方法的進一步擴展中由第二裝置接收數據包是有益的，該第二裝置求出分配給該數據包的優(yōu)先分類級，其中在考慮優(yōu)先分類級的條件下該數據包再繼續(xù)傳輸。
通過這種優(yōu)先順序方式實現該方法的簡化，因為并不在每一轉換節(jié)點重新形成完全新的對數據包的優(yōu)先分類級，以及必須分配給數據包，而是只求出先前分配給該數據包的優(yōu)先分類級，此優(yōu)先分類級將在其它方法內繼續(xù)應用。
為了把優(yōu)先分類級分配給數據包，對在輸送給所謂以太層的數據包內含有的信息通過數據包類型，因此通過通信連接的類型或者也通過數據流的類型進行分析，并且在優(yōu)先分類級的順序分配情況下考慮已分析過的信息是有益的。按照這種方式分析和保證數據包的類型，因此分析和保證所要求的數據流的質量需要是自動可能實現的。
此外，在本方法進一步擴展中，對數據包實現存取控制，從而能夠防止通過過多要傳輸的數據包使實施本方法的裝置過載是有益的。
此外，在本方法進一步擴展中，把裝置的緩沖存儲器分成多個部分，并且緩沖存儲器的每一部分至少各歸入一優(yōu)先分類級。這意味著在緩沖存儲器的相應部分里，當時只能儲存相應的優(yōu)先分類級的數據包。
上述方法的擴展通過由緩沖存儲器的相應部分按照可預定的順序讀出并傳輸數據包還可以進一步改善。根據一種任意調度程序法能夠預先給出順序。
此外，對于設計成以太網交換元件的裝置中，緩沖存儲器溢出或緩沖存儲器一部分溢出的情況下，當靠通過這種數據包的仿真碰撞(kuenstliche Kollision)不可能實現接收過程的中斷時才舍棄引起溢出的數據包是有益的。
此外在方法的擴展中，只對那樣的數據包產生數據包的仿真碰撞是有益的，從這些數據包的源裝置已知仿真碰撞的產生是允許的，即例如由發(fā)送的裝置是可以處理的。通過這種擴展挑選能夠處理發(fā)送的數據包仿真碰撞的裝置。
在附圖中描繪了本發(fā)明下面還要詳細說明的實施例。


圖1給出了通信連接裝置的略圖，它具有兩個終端設備以及按照以太網協(xié)議交換數據包的一個轉接單元；圖2給出在方法擴展中描繪的流程圖；圖3a到3f給出了以太網標準的各種協(xié)議格式，以及與其相連的用于標識數據包的各種可能途徑描繪的略圖；圖4給出附有某些擴展和詳細描繪的裝置略圖，以此描述與其它通信層的共同作用；圖5a到5f給出各種協(xié)議格式以及與其相連的可能途徑，在保留以太網標準情況下實現另外描述的背壓法，(Back-Pressureverfahren)；圖6給出信息流程圖，其中例如描述了圖1描繪的裝置一個信號化以及數據交換；圖7給出了在多個時間區(qū)間內、對于各種優(yōu)化分類級的通信連接帶寬的時間分布的略圖。
圖1給出按照以太網標準實現數據包傳輸的、示范表示的通信連接裝置。
它描繪了第一裝置A1，第二裝置A2以及其它裝置Ai。
在這個例子中第一裝置A1充當以太網終端設備。第二裝置A2充當交換元件，即所謂的以太網交換節(jié)點(以太網開關)。在這個例子中另一裝置Ai又充當以太網終端設備。用第一下標i單意表示任一其它的裝置Ai，其中第一下標i是任意的自然數。
在裝置A1,A2,Ai之間存在一點對點連接，在第一裝置A1和第二裝置A2之間通過第一耦合K1連接，而在第二裝置A2和其它裝置Ai之間通過第二耦合K2連接。
然而，在所謂共享的以太網中充當以太網終端設備的裝置彼此直接耦合，以及并不像在所謂開關的以太網內通過至少一個充當交換元件設計的裝置來分開也是可能的。
因為以太網標準遵照國際標準化組織(ISO)的所謂的層模型，所以在原理圖中的裝置以通信層的形式描述。耦合K1,K2與也稱為位傳輸層的所謂物理層PHY一起構成物理媒體。以太網層，例如媒體接入控制層(MAC層)與位傳輸層耦合。在以太網層執(zhí)行標準以太網協(xié)議。方法的進一步擴展只能夠看作在MAC層和其它的較高通信層之間的中間層。因此，在圖1該方法作為獨立層RMAC(實時媒體接入控制)描述。
另外稱作為中間層RMAC的獨立層RMAC一部分與MAC層耦合，另一部分與其它通信層耦合。對于其它的通信層應當理解為任意的、公知的傳輸協(xié)議，例如TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/因特協(xié)議(InternetProtocol)或UDP/IP(用戶數據報文協(xié)議/內部網協(xié)議)或IPX等。所有邏輯上安置在中間層RMAC的通信層的全體在圖1簡化地稱為較高層HL。有關較高層HL以及位傳輸層PHY和MAC層裝置的一般建立在各應用的協(xié)議框架內是任意的。因為在本例中第二裝置設計為以太網開關，所以在這種情況下第二裝置不具有較高層HL。根據以太網標準這是不必要的。
雖然在圖1只描繪了三個裝置，實施本方法通信連接能夠擴展到任意多個裝置，因為以太網協(xié)議只涉及直接彼此耦合的裝置的連接。
信號化(Signalisierung)在圖6說明通信連接，正如圖1所示，可能的信號化。
從第一裝置A1發(fā)送連接請求(Connect-Request)到第二裝置A2。連接請求包含例如目標地址DA，發(fā)送機地址SA、流向識別器FID的數據、字段類型以及參量字段TSpec、其中指出對通信連接要求怎樣的質量標志，以及例如業(yè)務分類字段RSpec，其中指出要求怎樣的業(yè)務分類級，例如通信連接要求怎樣的優(yōu)先分類級。
從第二裝置A2直接把連接請求繼續(xù)輸送到其它裝置Ai。在經過多個以大網交換單元所引導的通信連接中，第二裝置A2被看作大量交換單元，它們各自繼續(xù)輸送連接請求和相應的其它數據包DP到表示對通信連接對應的終端設備的那些終端設備上。
從終端設備，例如從其它裝置Ai發(fā)送一應答Connect reply，該應答包括附加于目標地址字段DA、發(fā)送機地址SA、流向識別器FID還有數據結果Result(Success)，其中指出是否接受所請求的通信連接。
此外在結果數據Reason中給出原因，為什么例如不接受通信連接。一種原因可能在于通信網絡內過小的可供支配的帶寬。這些數據能以可預定的方式被編碼，因而這些字段只包括任意的數值。
應答(Connect-reply)經“所有第二裝置”A2轉送到第一裝置A1。在第一裝置A1內接收應答Connect-reply，并且是一個肯定的應答，即；以接受該通信連接的方式的應答之后，這個前述的連接階段結束。
緊接著實現有用數據真正的傳輸，即實現數據包DP真正的傳輸，各根據例如商定的優(yōu)先分類級PKi或者由發(fā)送機能夠確定的獨立可預定的優(yōu)先分類級PKi，或者例如與各以太網交換裝置的網絡負荷有關對數據包(DP)配置優(yōu)先分類級。
如果通信連接應當中止，則例如通過以下方式實現，即由發(fā)送機例如由第一裝置A1把連接中斷請求Disconnect-Request發(fā)送給第二裝置A2，并由第二裝置A2轉送到其它裝置Ai。連接中斷請求Disconnect-Request包括例如目標地址DA，發(fā)送機地址SA以及流向識別器FID。
在位(Bit)傳輸層上實現優(yōu)先控制的傳輸在本方法中規(guī)定例如在以太網內，或者就通信連接而言在以太網范圍內，可供支配的帶寬被劃分成許多帶寬區(qū)域，例如按照預定的優(yōu)先分類級PKi的數目來劃分。
該帶寬每一部分準確用于歸入優(yōu)先分類級PKi的數據包DP的傳輸，而帶寬的有關部分也歸入這些數據包。
以下簡述非常簡單的情況，其中只規(guī)定兩個優(yōu)先分類級PK0和PK1(參照圖7)。然而這絕對不限制這種方法對任意優(yōu)先分類級的通用有效性，因而絕對不限制任意數目的時隙。
對這種情況，例如規(guī)定兩個時隙，第一時間缺口ZS1和第二時間缺口ZS2。第一時間缺口ZS1例如用于高度優(yōu)先數據即用于第二優(yōu)先分類級PK1分配給予的數據包DP，而第二時間缺口ZS2用于低優(yōu)化分類級PK0分配給予的數據包。
這時為了簡化方法在本方法的一個擴展中規(guī)定只管理第一時間缺口ZS1的大小。這意味著，時間缺口ZS1,ZS2在其寬度可變地形成是有益的。由獨立可預定的參考時間t0出發(fā)，從第一時間缺口ZS1的時間缺口長S1和參考時間點t0之和產生第二時間缺口ZS2的起始時間點。
時間缺口長是這樣選擇的，所有高度優(yōu)先的數據流的通信量AH能被傳輸。它滿足AH<S1SF·B]]>這里用B表示相應的以太網段的帶寬。用SF表示第一時間缺口的時隙長S1和第二時間缺口的時隙長S2之和(SF=S1+S2)。上述規(guī)則只為確定第一時間缺口長S1的大小而給出粗糙的依據。為了確定例如單個時間缺口長的分配的任意規(guī)則對專家都是熟悉的。
如果存在對于高度優(yōu)先的要傳輸的數據要求最大的延遲TDmax，則應當考慮例如下述規(guī)則SF＜min TDmax(所有高度優(yōu)先的通信連接的)+S1在方法的一個進一步擴展中，參考時間點t0由一個獨立可預定的裝置例如通過時間信息在獨立可預定的時間區(qū)間內同步，即參考時間點t0，在獨立可預定的時間區(qū)間內，從一裝置發(fā)送到所有其它裝置是有益的。由各裝置接收該時間信息并且用作其新的參考時間點t0。裝置的真正同步在以太網內是不可能的。然而通過參考點t0的這種周期性刷新，實現包括在裝置的操作系統(tǒng)內的時鐘的足夠準確耦合。
標準化的以太網協(xié)議還有主要缺點，即通過所有連接到以太網總線的裝置的獨立存取，根據CSMA/CD協(xié)議對所有要傳輸的數據包DP的獨立存取是可能的，不管要傳輸的數據類型。
這導致就數據流而言不能擔保對相應通信連接的數據包DP傳輸提出可預定的實時請求。
下面，各種實時請求被看作質量標志。在本文件范圍內質量標志例如可以理解為以下準則--數據包DP的傳輸時間，--數據包DP的傳輸時間的波動，--在通信連接或裝置過載時數據包的損失，--有效數據傳輸率，等等。
為了能夠保證完全應用專有的以及應用專有獨立可預定的一定的質量標志，在本方法的一個有益擴展中，具有圖2所示的方法步驟。
要傳輸的數據包DP從一個較高層HL輸入到中間層RMAC。為了在以太網內傳輸數據包DP在該方法的擴展中規(guī)定以下的方法步驟。
在第一步驟201從任意數量的優(yōu)先分類級PKi中的一個優(yōu)先分類級PKi分配給數據包DP。以第二腳標i單意標識每一優(yōu)先分類級PKi，這里i是一任意的自然數。
在另一步聚202中根據優(yōu)先分類級PKi，數據包DP單意地加標記。
在最后的步驟203中數據包DP由執(zhí)行本方法的第一裝置A1傳輸到第二裝置A2。
在本方法的進一步擴展中規(guī)定了同樣在圖2示出的其它方法步驟。
在另一方法步驟204中，數據包DP被第二裝置接收。
緊接著在第二裝置A2內求出在第一裝置A1內分配給數據包DP的優(yōu)先分類級PKi,205。
考慮求得的優(yōu)先分類級PKi，進一步傳輸數據包206，在本例中如圖1所述傳輸到其它裝置Ai。
下面，各方法步驟在其具體設計中在本實施例內詳細說明。
優(yōu)先分類級PKi分配給數據包DP 201優(yōu)先分類級PKi分配給數據包DP一般表示可能大部分必需的質量標志反映到優(yōu)先分類級PKi上，由此分類級保證要求的質量標志的相應的結合。
盡管質量標志個數和特性可以是任意的，但是為了保證本方法中的質量標志，考慮下述服務質量參量(QOS參量)證實是有益的。在本方法的范圍內，考慮下述四個優(yōu)先分類級PKi(i=0,1,2,3)證實是夠用的。
第一優(yōu)先分類級PK0用于無連接的通信連接，其中只保證以未特定的位速率按照最佳的可能途徑，與通信網絡的工作負荷有關無任何擔保，以及無連接的建立傳輸各有關數據包DP。因此第一優(yōu)先分類級PK0相當于能夠分配給數據包DP的最低優(yōu)先順序。
第二優(yōu)先分類級PK1用于面向連接的通信連接，其中統(tǒng)計上保證一個控制的延遲，即數據包DP傳輸的最大延遲。
在所謂控制的延遲的業(yè)務中實現例如下述業(yè)務標志--保證為連接必需的帶寬，該帶寬是在另外描述的連接建立中商定的；--在通信網絡較大負荷傳輸數據包DP時，平均延遲絕不比第一優(yōu)先分類級PK0分配給予的數據包的延遲差；--在通信網絡大的負荷傳輸數據包DP時，最大延遲大大小于第一優(yōu)先分類級PK0的數據包DP的延遲。
--由于裝置A1,A2,Ai的緩沖存儲器PS的溢出，數據包DP的損失率是不高的，只要數據流的特性，即商定的通信連接的特性，對于各通信連接遵守在通信連接建立階段達成的“業(yè)務協(xié)議”。
因此用第二優(yōu)先分類級PK1實現一項業(yè)務，以此保證具有低實時要求或沒有實時要求的帶寬需求。第二優(yōu)先分類級PK1適合于具有要求一定帶寬的通信連接的短脈沖性質的交流。
第三優(yōu)先分類級PK2涉及面向連接的通信連接。對于第三優(yōu)先分類級PK2分配給予的數據包DP規(guī)定例如如下業(yè)務--大多數數據包DP實際上完全被傳輸；--在大多數情況下，在傳輸時數據包DP的延遲不超過為傳輸數據包DP的可預定的最大延遲時間。
在這方面語句“大多數數據包”以這樣的方式理解，即這是可預定的、在連接建立階段例如必須給出的數目。例如在許多情況下，在一秒內1000個傳輸的數據包DP中的一個，以及最多在更長的時間區(qū)間內10000個傳輸的數據包DP中的一個，超過由“大多數數據包”數值給出的界限已經夠用。因此通過第三優(yōu)先分類級PK2保證一項業(yè)務，其中保證了控制的延遲，連帶也保證了最高延遲時限，因而實現“快速實時”業(yè)務。
第四優(yōu)先分類級PK3也用于面向連接的通信連接。在相當于最高優(yōu)先級、分配給予數據包DP的第四優(yōu)先分類級PK3情況下，例如保證如下的業(yè)務--例如在連接建立期間，商定的所需的通信連接的帶寬可供支配；--對于傳輸時的數據的DP保證可預定的最大延遲時間；--決不會由于緩沖存儲器PS的溢出出現數據包DP的損失。
只要整個通信網絡不失效，例如由于通信網絡的事故，則在第四優(yōu)先分類級PK3的通信連接在連接建立時商定的參量保證比其它優(yōu)先分類級PK0,PK1,PK2具有高得多的統(tǒng)計可靠性。
根據分配的優(yōu)先分類級PKi來標識數據包DP 202數據包怎樣加標志的方式和類型，以至于使數據包的接收機能夠分別求出哪一優(yōu)先分類級PKI分配給該數據包，能夠以各類方式實現。
一般的以太網絡數據包DP具有例如下述按照以太網標準規(guī)定的在數據包DP內的字段(參照圖3a)--目標地址字段DA，在其內指出數據秉DP的接收機地址；--發(fā)送機地址字段SA，在其內指出數據包DP的發(fā)送機地址；--字段類型，Type它由數據包DP的接收機看作為整數，并且通常有兩個八位組的長度。字段類型Type各按在字段內存在的數進行不同的說明。如果該數小于1500，則字段類型Type看作為例如長字段，其余的數據包相應于普通的所謂邏輯鏈控制格式(LLC-Format)。然而如果在字段類型Type內的數不小于1500，則該數看作為類型數據。該類型數據包括網絡協(xié)議的一個編碼，該協(xié)議產生后繼的、在數據包DP中包含的信息。
在所謂的LLC-格式中，網絡協(xié)議通過所謂的業(yè)務訪問點(Service-Access-Point,SAP),LLC業(yè)務訪問點(LLC SAP)定義。這種包格式的例子在圖3c描述。圖3e描述了LLC格式的一種變型方案，所謂LLC子網絡連接訪問點(SNAP)，其中業(yè)務訪問點(SAP)固定設置在十六進制值OA。在該變型方案中，網絡協(xié)議在一單獨分開的字段型內被編碼(參照圖3e)。
此外，所有協(xié)議元件具有信息字段Info，其中在數據包DP內包括從較高層HL引入的要傳輸的信息。
具有校驗總數編碼的錯誤識別字段FCS也在協(xié)議格式內安排。
具有分配給數據包DP的優(yōu)先分類級PKi的數據包的標識，可根據各協(xié)議格式以不同方式實現。
在圖3b對圖3a的一般協(xié)議格式，在字段類型Type內裝入優(yōu)先標志PM。優(yōu)先標志是一單意值，用它單意地標識優(yōu)先分類級。一般必須單意地為相應的優(yōu)先分類級保留該值。
此外在本方法的一變形方案中安排最低優(yōu)先分類級的數據包DP，即例如對第一優(yōu)先分類級PK0數據包完全不作標記而按照一般以太網標準不改變地應用。
因為一個裝置使用不同的較高層HL，例如為了各種通信連接一方面既使用TCP/IP協(xié)議，另一方面又使用SPX/IPX協(xié)議是可能的，所以在本發(fā)明的一個擴展中，在數據包DP中安排另一字段是有益的。該其它字段稱為通量識別器FID。該通量識別器FID在發(fā)送數據包DP的裝置內單值地產生。因此對于數據包DP的接收機借助數據包可能單意地求出數據包DP的單一歸入通信連接的類型，優(yōu)先標志PM和業(yè)務訪問點以及對較高層的耦合。這是可能的，因為通過上術措施，MAC發(fā)送機地址和通量識別器FID的組合是遍及世界的單意的，因而在數據包DP的接收機內可用于數據包的單意分配。
因為如上所述在所加標志的數據包情況下描述了字段類型Type的源字段容量，包含其內的信息經附屬的網絡協(xié)議首先分開傳輸到接收機，例如第二裝置A2。這在信號化階段實現，關于這些將另外詳細說明。
圖3d描述了對圖3c描述的協(xié)議格式的標識。這時優(yōu)先標志PM包含在字段DSAP內，后者一般包含較高層HL的接收機業(yè)務訪問點。
此外優(yōu)先標志PM取代地或補充地包含在字段SSAP內，后者一般包含數據包DP的發(fā)送機較高層HL的業(yè)務訪問點值。
在該變通方案也在本方法的一個擴展中，附加地在數據包DP內安排通量識別器FID的字段。
在圖3e描繪的格式中例如優(yōu)先標志PM在字段類型Type里傳輸(參照圖3f)。此外，重新為通量指示器FID安排一字段。這種可能的方法，即把優(yōu)先標志PM，因而優(yōu)先分類級PKi的信息轉變?yōu)閿祿麯P的一個標志只是給出了許多例子之一。
在變通方案里為容納該信息安排新字段也是可能的。
如果各種業(yè)務訪問點用于各種數據流，則在表中記錄數據流對優(yōu)先分類級PKi的分配，以及對分配給數據流的每一數據包DP，分配在表上規(guī)定的相應的優(yōu)先分類級PKi。
然而如果不是為每一數據流設置一獨立訪問點，則要考慮例如通過由TCP/IP層引入數據包DP的端口識別號碼的求出而求出。但是也能夠求出和評估標識數據包DP分配給予的、已經在較高層內例如作為TCP/IP層產生的數據流的其它信息。
例如這導致如下結果，即在可能為該據包DP識別所屬的數據流情況下，能夠反映到應該分配給予數據包DP相應的優(yōu)先分類級PKi上。
此外在方法的一個進一步擴展中規(guī)定為數據流DP即通信連接應當保證的質量標志圖象，在連接建立階段動態(tài)可配置地形成。如果對于數據包DP配置給予的數據流沒有執(zhí)行連接建立階段，則在最簡單情況下，相應地分配給數據包DP第一優(yōu)先分類級PK0。
在下例中把裝置和方法進一步說明。任一應用ANW(參照圖4)，例如任一程序用作輸運協(xié)議，UDP/IP協(xié)議，為了經過以太網傳輸視頻數據。
如果要傳輸的UDP數據流的端口號碼已知，則為了該連接要求設備是可能的。這時為了在另外描述的信號化由設備管理單元BMV查明，對于哪一些UDP接口號碼必須哪一些設備。
設備管理單元BMV實施例如連接建立階段，并且對新通信連接單意地予以標志。所加標志由裝置以下述方式識別，即例如對UDP端口號碼估值，并且由該端口號碼出發(fā)能夠求出為數據包DP用的通信連接以及相應的優(yōu)先分類級PKi。
圖4給出一個能夠實施例如該方法的裝置。該裝置，例如第一裝置A1，第二裝置A2以及其它裝置AI具有至少一個數據包分級單元DK，一優(yōu)先標志單元PME以及一緩沖存儲器PS。
裝置邏輯上安排在較高層HL和MAC層之間。
數據包分類單元DK是這樣形成的，即能夠實施上述質量標志在優(yōu)先分類級PKi上的反映。
優(yōu)先標志單元PME是這樣形成的，即執(zhí)行上述標志，例如把上述值寫入數據包DP的一定的、可預定的數據字段內。
要傳輸的數據包DP，由裝置的較高層HL輸入。在那里將它輸入數據包分類單元DK，求出數據包DP的優(yōu)先分類級PKi以及將數據包DP儲存在存儲器PS內。
在本方法的進一步擴展中規(guī)定對可預定大小的緩沖存儲器PS的獨立部分分配單個的優(yōu)先分類級PKi。在分配給優(yōu)先分類級PKi的獨立部分中只分別寫入相應于緩沖存儲器PS部分的優(yōu)先分類級PKi分配給予的數據包DP。緩沖存儲器PS的各個部分主要按照先進先出原理(FIFO緩沖存儲器)形成。以此方式在數據包DP傳輸前對數據包DP實現所謂的排隊是容易辦到的。
通過該裝置的這種設計能夠容易實現本方法。
為了從緩沖存儲器PS部分讀出數據包DP，能夠利用任一調度程序法。在文獻[2]內應該找到關于調程序法的綜覽。
用于由緩沖存儲器PS部分讀出數據包DP的一種極簡單的算法可以從下面情況中看到當為了傳輸數據包DP，應當由緩沖存儲器PS讀出數據包DP時，相當于最高優(yōu)先分類級，例如第四優(yōu)先分類級PK3的緩沖存儲器PS的各部分被調查和檢驗，在緩沖存儲器PS這部分里是否有一要傳輸的數據包在排隊等候。如果不是這種情況，則逐級地按照下降的優(yōu)先權順序相應地搜索分配了下一優(yōu)先分類級PKi-1的緩沖存儲器的下一部分。為了實施相應的調度程序法，在裝置的一個擴展中安排了一個調度程序單元SCH。
此外，在裝置的擴展中安排一設備管理單元BMV。
設備管理單元BMV是這樣形成的，即通過設備管理單元BMV保證下述功能中至少一個功能--管理各裝置A1,A2,Ai的設備和/或為傳輸數據包用的一個通信網絡的設備，例如緩沖存儲器PS，例如為通信連接應當保留的以太網的帶寬，調度程序SCH等；--為數據包DP實行一存取檢驗，依據該檢驗決定是否對該數據包DP進一步處理；--在裝置和至少另一與該裝置耦合的裝置之間實施信號傳輸。在這種信號傳輸時，沒有通信連接的特性被確定，例如保留的必需的帶寬以及通信連接的其它質量標志，這些質量標志為有關數據包DP分配給予的通信連接將得到保證。
在裝置的擴展中一獨立的媒體存取控制地址(MAC-Adress)分配給設備管理單元BMV是有益的。因此設備管理單元獨立的只在物理上與其余的裝置實現耦合以及只經過耦合與裝置通信是可能的。
仿真碰撞的產生在本方法的擴展中存在作為以太網開關形成的裝置內規(guī)定如果緩沖存儲器PS或其一部分寫滿以及數據包DP應該寫入緩沖存儲器PS或寫入緩沖存儲器PS的填滿的部分，則對要寫入的數據包產生所謂的仿真碰撞，因此直接通知發(fā)送機在那時間點的數據包不能被處理。
因此數據包發(fā)送機中止發(fā)送數據包DP，并且在隨機選擇的時間間隔之后，重復嘗試發(fā)送數據包DP。按照這種方式防止丟失數據包DP，因為數據包的發(fā)送機再一次完整地發(fā)送該數據包DP。
然而，因為在本方法的這一擴展中數據包DP的傳輸時間直到首次成功的數據包發(fā)送嘗試為止，上升一定時間值，確切地說不僅對于必須要通過填滿的緩沖存儲器PS的通信連接數據，而且對于制動的即“阻塞的”發(fā)送機的所有數據包DP，不管這些數據包有怎樣的目的地，或這些數據包DP從屬于哪個通信連接，提出以下的擴展是有益的。
然而，在伴有實時要求的待傳輸的數據時，如上所述，過長的延時可能是不可接受的。因此在仿真產生的不受歡迎的數據包DP碰撞之前保護伴有這種要求的發(fā)送機是有益的，因為在這種類型的數據流中接受由緩沖存儲器PS和/或部分緩沖存儲器PS溢出引起的數據包損失，比作為發(fā)送機的整個網絡接口的阻塞常常是更容易接受的。
這問題通過以下方式解決，即對于終端設備專門且動態(tài)地允許或禁止利用稱作背壓(Backpressure)的仿真碰撞的產生。
為此目的實現這樣的數據的自動分配，即背壓法對于經MAC地址識別的各終端設備是否是允許的。為此，要求例如作為以太網開關形成的數據包DP接收機能夠識別，是否數據包DP的發(fā)送機允許背壓法，該信息能夠包含在例如在圖5a到5f示出的包格式內和/或是各終端設備專用地記錄在數據包DP接收機內的表格里。
在圖5a,5c和5e給出了圖3a,3c和3e描繪的以太網數據包DP用的包格式。
在方法的這個擴展中，例如在字段類型Type里安排了一個狀態(tài)信息數據BPSTAT，以此確定背壓法是否允許用于數據包DP的發(fā)送機。
在方法的一個擴展中也重新安排了通量識別字段FID(參照圖5b,5e,5f)。盡管在該實施例中應用了如其對優(yōu)先分類級PKi描寫的同樣的字段，所以在變通方案中同樣考慮在協(xié)議格式中安排另外的字段，以便因此能夠在數據包DP內傳輸兩信息。
在本文件中引用了下述出版物。U.O.Pabrai,UNIX Internetworking,Artech House,Bosten,London,P23,1993[2]H.Zhang and D.Ferrari,Rate-Controlled Static-PriorityQueuing,Proc of INFOCOM′93,San Francisco,CA,April 199權利要求
1．在以太網內從第一裝置到至少一個第二裝置對有預定優(yōu)先分類級的數據包的傳輸方法，--其中，由第一裝置在預定時間區(qū)間內產生至少一個時間信息，并且至少輸送到與第一裝置耦合的第二裝置，--其中，時間信息包含一同步信息，與其有關求出若干時間區(qū)間，而這些時間區(qū)間為傳輸據包(DP)總分配有一預定優(yōu)先分類級，--其中，時間信息由至少其它裝置部分接收，--其中，對接收時間信息進行分析估計，其中求出一個同步時間，并且與此同步時間有關，求出規(guī)定用于傳輸總是分配有預定優(yōu)先分類級的數據包的時間區(qū)間，和--其中，對具有任意數目要傳輸數據包的通信連接，在通信連接開始時與這些時間區(qū)間有關，予約為通信連接用的可預定的設備。
2．根據權利要求1的方法，--其中，數據包只在規(guī)定用于分配給數據包的優(yōu)先分類級的時間區(qū)間內傳輸。
3．根據權利要求1或2的方法--其中，至少兩優(yōu)先分類級之一分配給待傳輸的數據包(201)，--其中，根據優(yōu)先分類級單意標識數據包(202)，和--其中，考慮分配給數據包的優(yōu)先分類級，把數據包傳輸到第二裝置(203)。
4．根據權利要求3的方法，--其中，數據包被第二裝置接收(204)，--其中，求出分配給數據包的優(yōu)先分類級(205)，和--其中，考慮分配給數據包的優(yōu)先分類級再傳輸數據包(206)。
5．根據權利要求3或4的方法--其中，對在數據包內包含的信息關于數據包的方式和/或數據包分配給予的通信連接進行分析，--其中，考慮求出的信息實行優(yōu)先分類級的分配。
6．根據權利要求1到5之一的方法，對于至少一個數據包實施訪問控制。
7．根據權利要求1到5之一的方法，其中，在實施本方法并彼此耦合的裝置之間，在傳輸數據包之前，對分配給予數據包的通信連接實現一個信號化。
8．根據權利要求3到7之一的方法，--其中，至少一部分緩沖存儲器(PS)分配給至少每個優(yōu)先分類級，--其中，數據包只儲存在分配給優(yōu)先分類級的存儲器部分內，該優(yōu)先分類級也分配給數據包。
9．根據權利要求8的方法，其中，求出儲存在緩沖存儲器(PS)內的數據包數目和/或至少求出儲存在部分緩沖存儲器(PS)內的數據包數目，其中緩沖存儲(PS)該部分分配給一優(yōu)先分類級，并且只存儲具有相應優(yōu)先分類級的數據包，以此按照預定順序讀出并且傳輸儲存在緩沖存儲器(PS)內的數據包。
10．根據權利要求9的方法，其中，按照這樣的方式通過優(yōu)先分類級確定順序，即按照數據包的下降優(yōu)先級的順序讀出和傳輸數據包。
11．根據權利要求9的方法，--其中，該順序通過預先確定的調度程序法確定。
12．根據權利要求1到11之一的方法，其中，萬一緩沖存儲器(PS)或者至少緩沖存儲器(PS)的一個部分被存儲的尚未被再次讀出的數據包完全寫滿，并且另一個待傳輸的數據包應儲存在該緩沖存儲器(PS)或至少緩沖存儲器(PS)該部分內，則產生一個仿真碰撞并且將這通知給發(fā)送該數據包(DP)的裝置。
13．根據權利要求1到12之一的方法，其中，只在這種情況下，如果數據包(DP)包含信息即允許發(fā)送數據包(DP)的裝置產生仿真碰撞時才產生仿真碰撞。
全文摘要
在根據權利要求1所述方法中,由第一裝置在預先可確定時間間隔內產生至少一個時間信息,并傳輸給至少一個第二裝置。時間信息包含一同步信息,依據此信息求出若干時間區(qū)間,這些時間區(qū)間是為傳輸一個可預先確定優(yōu)先權等級的數據包(DP)而預先設置的。在接收該時間信息后,對所接收的時間信息進行分析估計,其中求出同步時間,依據此同步時間求出時間區(qū)間,這些時間區(qū)間是為傳輸各可預先確定優(yōu)先權等級的數據包而預先設置的。
文檔編號H04L12/56GK1213474SQ97192899
公開日1999年4月7日 申請日期1997年3月4日 優(yōu)先權日1996年3月8日
發(fā)明者H·P·胡斯 申請人:西門子公司