用于與交換機(jī)結(jié)構(gòu)相關(guān)的流控制的方法和裝置的制造方法
【專利說明】用于與交換機(jī)結(jié)構(gòu)相關(guān)的流控制的方法和裝置
[0001]本申請是2011年9月15日提交的、申請?zhí)枮?01110272723.3的發(fā)明專利申請(名稱為“用于與交換機(jī)結(jié)構(gòu)相關(guān)的流控制的方法和裝置”)的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明總體上涉及流控制，并且，特別地，涉及與多級(jí)交換機(jī)結(jié)構(gòu)相關(guān)的流控制。
【背景技術(shù)】
[0003]舉例來說，從發(fā)送器經(jīng)由物理鏈路(例如，以太網(wǎng)鏈接)到接收器的數(shù)據(jù)傳輸可能因被設(shè)置為接收該數(shù)據(jù)的隊(duì)列的擁塞而中斷。在有些情況下，由于緩沖區(qū)溢出，該中斷可能引起行開端(H0L)阻塞和/或?qū)е轮辽俨糠謹(jǐn)?shù)據(jù)的損失。已知的流控制協(xié)議，例如以太網(wǎng)暫停協(xié)議(電機(jī)及電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE) 802.3x)和優(yōu)先級(jí)暫停協(xié)議(IEEE 802.1Qbb)，在某些應(yīng)用中可用于減少緩沖區(qū)溢出，而且，量化擁塞通告(QCN)協(xié)議(IEEE 802.lQau)可用于在具有相對穩(wěn)定數(shù)據(jù)流的多跳網(wǎng)絡(luò)內(nèi)管理數(shù)據(jù)擁塞。然而，已知的這些流控制協(xié)議，并不能充分解決與多級(jí)隊(duì)列相關(guān)的擁塞問題，和/或，并不能充分處理逐跳網(wǎng)絡(luò)鏈接內(nèi)的擁塞的急劇發(fā)作，比如，由數(shù)據(jù)突發(fā)所引起的擁塞的急劇發(fā)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，需要用于與逐跳網(wǎng)絡(luò)鏈接相關(guān)的模塊間的數(shù)據(jù)流控制的方法和裝置。
[0005]在某些實(shí)施例中，一種裝置包括流控制模塊，該流控制模塊被設(shè)置為，當(dāng)多級(jí)交換機(jī)的一級(jí)的輸出隊(duì)列的可用容量跨過(cross)第一閾值時(shí)，則以第一速率接收來自該輸出隊(duì)列的第一數(shù)據(jù)包。該流控制模塊被設(shè)置為，當(dāng)該多級(jí)交換機(jī)的該級(jí)的輸出隊(duì)列的可用容量跨過第二閾值時(shí)，則以第二速率接收來自該輸出隊(duì)列的第二數(shù)據(jù)包。該流控制模塊被設(shè)置為向該多級(jí)交換機(jī)的邊緣設(shè)備發(fā)送流控制信號(hào)，而第一數(shù)據(jù)包或第二數(shù)據(jù)包由所述邊緣設(shè)備進(jìn)入該多級(jí)交換機(jī)。
【附圖說明】
[0006]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的交換機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0007]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的交換機(jī)結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0008]圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的交換機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的部分示意圖。
[0009]圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的輸出隊(duì)列的示意圖。
[0010]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的數(shù)據(jù)包的示意圖。
[0011]圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的流控制包的示意圖。
[0012]圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的交換機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0013]圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)模塊的示意圖。
[0014]圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的流控制信號(hào)的發(fā)送方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在某些實(shí)施例中，一種裝置包括流控制模塊，該流控制模塊被設(shè)置為，當(dāng)多級(jí)交換機(jī)的一級(jí)的輸出隊(duì)列的可用容量跨過第一閾值時(shí)，則以第一速率接收來自該輸出隊(duì)列的第一數(shù)據(jù)包。該流控制模塊被設(shè)置為，當(dāng)該多級(jí)交換機(jī)的該級(jí)的輸出隊(duì)列的可用容量跨過第二閾值時(shí)，則以第二速率接收來自該輸出隊(duì)列的第二數(shù)據(jù)包。該流控制模塊被設(shè)置為向該多級(jí)交換機(jī)的邊緣設(shè)備發(fā)送流控制信號(hào)，第一數(shù)據(jù)包或第二數(shù)據(jù)包由所述邊緣設(shè)備進(jìn)入該多級(jí)交換機(jī)。
[0016]在某些實(shí)施例中，第一閾值比第二閾值低。更特別地，在第一閾值處的輸出隊(duì)列的可用容量要比在第二閾值處的輸出隊(duì)列的可用容量大。相應(yīng)地，由于輸出隊(duì)列存儲(chǔ)了更大數(shù)量的數(shù)據(jù)包且輸出隊(duì)列的可用容量下降了，流控制模塊接收更多的數(shù)據(jù)包。這導(dǎo)致流控制模塊向邊緣設(shè)備發(fā)送更大數(shù)量的流控制包。統(tǒng)計(jì)學(xué)上，在輸出隊(duì)列處導(dǎo)致?lián)砣脑醋砸粋€(gè)或多個(gè)邊緣設(shè)備的數(shù)據(jù)流將得到調(diào)節(jié)。一旦流得到調(diào)節(jié)，在輸出隊(duì)列處的擁塞就可能減小，從而增大了輸出隊(duì)列的可用容量。
[0017]在某些實(shí)施例中，一種裝置包括分布式交換機(jī)結(jié)構(gòu)的第一交換機(jī)模塊。該第一交換機(jī)模塊被設(shè)置為，從該分布式交換機(jī)結(jié)構(gòu)的一組第二交換機(jī)模塊接收多個(gè)數(shù)據(jù)包，并將該多個(gè)數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在輸出隊(duì)列中。該第一交換機(jī)模塊被設(shè)置為，如果輸出隊(duì)列的可用容量跨過閾值，則向帶外流控制模塊發(fā)送該輸出隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包，這樣，該帶外流控制模塊向與該數(shù)據(jù)包相關(guān)的源邊緣設(shè)備發(fā)送流控制信號(hào)。
[0018]在某些實(shí)施例中，所述流控制模塊是帶外的，因?yàn)樗⒉皇窃谕ㄟ^該分布式交換機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)包的普通數(shù)據(jù)流內(nèi)(例如，在該交換機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)平面的外)。相應(yīng)地，該流控制模塊的運(yùn)行并不中斷和/或減緩?fù)ㄟ^該交換機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)包的普通數(shù)據(jù)流。此外，這允許該流控制模塊，經(jīng)由該交換機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)平面的外的低延時(shí)的數(shù)據(jù)通路，向源邊緣設(shè)備發(fā)送流控制包。
[0019]在某些實(shí)施例中，非暫時(shí)性的處理器可讀介質(zhì)存儲(chǔ)表示某些指令的代碼，該指令使得處理器接收多級(jí)交換機(jī)的一級(jí)的輸出隊(duì)列的可用容量的指示符。該代碼表示某些指令，該指令使得處理器發(fā)送輸出隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包請求，前提是該輸出隊(duì)列的可用容量的指示符滿足條件。該代碼還表示某些指令，該指令使得處理器使用第一流控制協(xié)議向數(shù)據(jù)包的源邊緣設(shè)備發(fā)送流控制信號(hào)，這樣，該源邊緣設(shè)備使用第二流控制協(xié)議向源外圍處理設(shè)備發(fā)送流控制信號(hào)。
[0020]這里所使用的名詞“物理跳”可包括兩個(gè)模塊和/或設(shè)備間的物理鏈路。舉例來說，第一模塊與第二模塊操作性耦合的數(shù)據(jù)通路可被稱為物理跳?；蛘哒f，物理跳可以在物理上鏈接第一模塊與第二模塊。
[0021 ] 這里所使用的名詞“單物理跳”可包括系統(tǒng)內(nèi)的兩個(gè)模塊間的直接物理連接?；蛘哒f，單物理跳可以包括鏈接，兩個(gè)模塊經(jīng)由該鏈接而耦合，沒有中間模塊。相應(yīng)地，舉例來說，如果第一模塊經(jīng)由單物理跳與第二模塊耦合，則該第一模塊可向該第二模塊直接發(fā)送數(shù)據(jù)包，而不是通過中間模塊發(fā)送這些數(shù)據(jù)包。
[0022]這里所使用的名詞“單物理跳”可包括一個(gè)物理跳和/或一組物理跳，其在與第一協(xié)議相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)為單跳?；蛘哒f，根據(jù)與第一協(xié)議相關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，第一模塊和/或設(shè)備與第二模塊和/或設(shè)備經(jīng)由該物理跳和/或該組物理跳而操作性耦合，其間，不存在中間節(jié)點(diǎn)。經(jīng)由單邏輯跳而連接到第二模塊和/或設(shè)備的第一模塊和/或設(shè)備可向該第二模塊和/或設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包，這要使用與該第一協(xié)議和第二模塊和/或設(shè)備相關(guān)的目的地址，但不考慮該第一設(shè)備與第二設(shè)備間的物理跳的數(shù)目。在某些實(shí)施例中，舉例來說，第二協(xié)議可使用該第一協(xié)議的目的地址在該單物理跳上，將數(shù)據(jù)包和/或數(shù)據(jù)單元從該第一模塊和/或設(shè)備路由到第二模塊和/或設(shè)備?；蛘哒f，當(dāng)?shù)谝荒K和/或設(shè)備經(jīng)由第一協(xié)議的單邏輯跳向第二模塊和/或設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，該第一模塊和/或設(shè)備對待該單邏輯跳就像它正在直接向該第二模塊和/或設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)一樣。
[0023]在某些實(shí)施例中，交換機(jī)結(jié)構(gòu)可起到部分的單邏輯跳的作用(例如，單大范圍綜合L2/L3交換機(jī))。在物理上，交換機(jī)結(jié)構(gòu)的多個(gè)部分可以分布在例如許多機(jī)架(chassis)和/或由多物理跳所互聯(lián)的模塊。在某些實(shí)施例中，舉例來說，該交換機(jī)結(jié)構(gòu)的一個(gè)處理級(jí)可被包括在第一機(jī)架，而該交換機(jī)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)處理級(jí)可被包括在第二機(jī)架。在邏輯上，這兩個(gè)處理級(jí)都可起到部分的單綜合交換機(jī)的作用(例如，根據(jù)第一協(xié)議在相同的邏輯跳內(nèi))，但包括各對處理級(jí)之間的獨(dú)立的單物理跳?；蛘哒f，物理跳可在表示與協(xié)議相關(guān)的單邏輯跳的交換機(jī)結(jié)構(gòu)的內(nèi)操作地耦合各級(jí)，其中，所述協(xié)議被用于在該交換機(jī)結(jié)構(gòu)外對數(shù)據(jù)進(jìn)行路由。此外，與用于在該單邏輯跳外對數(shù)據(jù)進(jìn)行路由的協(xié)議相關(guān)的包分類和轉(zhuǎn)送不必出現(xiàn)在單邏輯跳內(nèi)的各級(jí)。在某些實(shí)施例中，舉例來說，在一個(gè)模塊和/或設(shè)備經(jīng)由該單邏輯跳向另一個(gè)模塊和/或設(shè)備發(fā)送該數(shù)據(jù)包之前，可出現(xiàn)與第一協(xié)議(例如，以太網(wǎng))相關(guān)的包分類和轉(zhuǎn)送。
[0024]舉例來說，這里所使用的交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的模塊可以是在交換機(jī)結(jié)構(gòu)的一級(jí)的內(nèi)定義一個(gè)或多個(gè)交換機(jī)的操作性耦合的電氣元件的任意集合和/或組合。在某些實(shí)施例中，舉例來說，模塊可包括存儲(chǔ)器、處理器、電跡線(electrical trace)、光連接器和/或諸如此類的東西。
[0025]本說明書中所使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”或“該”包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文有明確說明。因此，舉例來說，名詞“一個(gè)交換機(jī)結(jié)構(gòu)”是用來表示單個(gè)交換機(jī)結(jié)構(gòu)或多個(gè)交換機(jī)結(jié)構(gòu)的組合。
[0026]名詞“第一級(jí)”、“第二級(jí)”等等是指交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的部分、模塊或節(jié)點(diǎn)。在某些情況下，這些名詞是指給定交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的特定級(jí)。舉例來說，三級(jí)Clos網(wǎng)包括從入口到出口的三個(gè)連續(xù)的級(jí)；這樣的交換機(jī)結(jié)構(gòu)具有三個(gè)級(jí)，這些級(jí)可被稱為“第一級(jí)”(第一級(jí)關(guān)于從入口到出口的方向)到“第三級(jí)”(第三和最后一級(jí)關(guān)于從入口到出口的方向)。舉例來說，圖2示出了給定交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的特定級(jí)。然而，在其它情況下，名詞“第一級(jí)”、“第二級(jí)”等等是指該交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的任意級(jí)，并對應(yīng)于給定級(jí)的討論次序。舉例來說，“第一級(jí)”可指所討論的第一級(jí)，并可對應(yīng)于該交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的任意級(jí)(例如，三級(jí)Clos網(wǎng)內(nèi)的第三級(jí))，而“第二級(jí)”可指該交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的其余級(jí)(例如，三級(jí)Clos網(wǎng)內(nèi)的第二級(jí))。因此，可以理解的是，特定的語境將表明名詞“第一級(jí)”、“第二級(jí)”等等是指交換機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的特定序數(shù)級(jí)，或者，還是指該交換機(jī)結(jié)構(gòu)的任意的特定級(jí)。
[0027]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的交換機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)100的示意圖。交換機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)100包括交換機(jī)結(jié)構(gòu)102和多個(gè)邊緣設(shè)備182、184和186。交換機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)100與多個(gè)外圍處理設(shè)備114、124和134有效地相互耦合。如同這里所進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣，外圍處理設(shè)備114、124和134可以是，舉例來說，計(jì)算節(jié)點(diǎn)、服務(wù)節(jié)點(diǎn)、路由器和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)。在某些實(shí)施例中，舉例來說，外圍處理設(shè)備114、124和134包括服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、工作站和/或諸如此類的東西。
[0028]使用任何適當(dāng)?shù)倪B接，例如，舉例來說，光學(xué)連接(例如，光纜和光連接器)、電連接(例如，電纜和電連接器)和/或諸如此類的東西，外圍處理設(shè)備114、124和134可與交換機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)100的邊緣設(shè)備182、184和186操作性耦合。這樣，外圍處理設(shè)備114、124和134被設(shè)置為經(jīng)由邊緣設(shè)備182、184和186向交換機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)100發(fā)送數(shù)據(jù)(例如，數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)單元等)。在某些實(shí)施例中，外圍處理設(shè)備114、124和134與邊緣設(shè)備182、184和186之間的各個(gè)連接是直接鏈接。這樣的鏈接可被稱為是單物理跳鏈接。在其它的實(shí)施例中，經(jīng)由中間模塊，該外圍處理設(shè)備可與該邊緣設(shè)備操作性耦合。這樣的連接可稱為是多物理跳鏈接。
[0029]各邊緣設(shè)備182、184和186可以是任何被設(shè)置為將外圍處理設(shè)備114、124和134操作地耦合至交換機(jī)結(jié)構(gòu)102的設(shè)備。在某些實(shí)施例中，舉例來說，邊緣設(shè)備182、184和186可以是接入交換機(jī)、輸入/輸出模塊、架頂式設(shè)備和/或諸如此類的東西。在結(jié)構(gòu)上，邊緣設(shè)備182、184和186可起到源邊緣設(shè)備和目的邊緣設(shè)備這兩個(gè)作用。相應(yīng)地，邊緣設(shè)備182、184和186可向交換機(jī)結(jié)構(gòu)102發(fā)送并從其接收數(shù)據(jù)(例如，數(shù)據(jù)包和/或數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)流)，也可向所連接的外圍處理設(shè)備114、124和134發(fā)送并從其接收數(shù)據(jù)。
[0030]在某些實(shí)施例中，邊緣設(shè)備182、184和186可以是硬件模塊和軟件模塊(在硬件中執(zhí)行)的組合。在某些實(shí)施例中，舉例來說，各邊緣設(shè)備182、184和186可包括現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和/或諸如此類的東西。
[0031]邊緣設(shè)備182、184和186可被設(shè)置為準(zhǔn)備進(jìn)入交換機(jī)結(jié)構(gòu)102的數(shù)據(jù)包(例如，以太網(wǎng)包)。舉例來說，邊緣設(shè)備182、184和186可被設(shè)置為，在向交換機(jī)結(jié)構(gòu)102發(fā)送數(shù)據(jù)包之前，轉(zhuǎn)送、分類和/或修改該數(shù)據(jù)包的包封裝(例如，修改、增加及/或移除頭部分、腳注部分和/或該