專利名稱：用于減輕環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的客戶端過訂的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信設(shè)備，更具體地說，本發(fā)明涉及環(huán)形網(wǎng)絡(luò)(ringnetwork)上的數(shù)據(jù)幀傳輸。
背景技術(shù)：
聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一個重要趨勢是基于分組的技術(shù)從局域網(wǎng)(LAN)到城域網(wǎng)(MAN)的遷移。最簡單地說，MAN是跨越城市區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)。一般而言，MAN跨越比LAN更大的地理區(qū)域，但是比廣域網(wǎng)(WAN)更小的地理區(qū)域。MAN中數(shù)據(jù)流量的量的快速增長正在挑戰(zhàn)基于面向電路的技術(shù)(例如，SONET、SDH和ATM)的現(xiàn)有傳輸基礎(chǔ)設(shè)施的容量限制。與通過語音優(yōu)化后的電路交換網(wǎng)絡(luò)運載越來越大量的數(shù)據(jù)流量相關(guān)聯(lián)的低效率使其難以提供新的服務(wù)，并且增加了構(gòu)建超出大多數(shù)運營商的資本支出預(yù)算限制的額外容量的成本?；诜纸M的傳輸技術(shù)被多數(shù)運營商認為是用于擴展城域網(wǎng)來滿足需求的最佳替換方式之一。
一種最主要的基于分組的傳輸技術(shù)是以太網(wǎng)。各種不同的標準以太網(wǎng)接口工作在10Mbps、100Mbps和1Gbps上，從而提供了服務(wù)接口的可擴展性。此外，由于幾乎所有因特網(wǎng)數(shù)據(jù)分組都以以太網(wǎng)幀開始和結(jié)束，所以在整個傳輸路徑中從開始到結(jié)束都以一致的分組格式運載數(shù)據(jù)可以消除對額外的協(xié)議層和同步的需求，而這二者會導(dǎo)致額外的成本和復(fù)雜性。除了有效處理IP分組外，以太網(wǎng)還具有為人熟知、簡單和成本低這些優(yōu)點。
盡管以太網(wǎng)非常適于點到點和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲，但是難以將以太網(wǎng)部署在環(huán)形配置中并作為共享媒體。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)配置充當共享媒體，并且一般使用媒體訪問控制(MAC)機制來管理多個用戶之間的訪問。相反，以太網(wǎng)已進化到支持全雙工交換基礎(chǔ)設(shè)施，并且缺乏這種類型的MAC機制。然而，城域中的大量現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為環(huán)形形式，這主要是由于現(xiàn)在的傳輸技術(shù)(例如，SONET)一般部署在光纖環(huán)上。
環(huán)形拓撲還使SONET能夠?qū)崿F(xiàn)快速(50ms以下)保護機制，這種機制可以在光纖被切斷或裝備發(fā)生故障時通過使用環(huán)繞該環(huán)的替換路徑來恢復(fù)連通性。不同于SONET，以太網(wǎng)不具有內(nèi)建的快速保護機制。因此，既能夠完全利用光纖環(huán)(具體地說，環(huán)的彈性(ring resiliency))同時又保留了例如以太網(wǎng)之類的基于分組傳輸機制的所有內(nèi)在優(yōu)點的新技術(shù)具有極大的好處。
許多正開發(fā)的技術(shù)瞄準城域數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用。其中包括當前正在開發(fā)的IEEE 802.17彈性分組環(huán)(RPR)標準和動態(tài)分組傳輸/空間重用協(xié)議(DPT/SRP)。動態(tài)分組傳輸是一種彈性分組環(huán)技術(shù)，該技術(shù)被設(shè)計用來傳遞可擴展的因特網(wǎng)服務(wù)、可靠IP感知光傳輸以及簡化的網(wǎng)絡(luò)操作。對于城域應(yīng)用來說重要的是，基于DPT的解決方案允許服務(wù)提供者在可靠的光分組環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施上低成本地擴展并分發(fā)它們的因特網(wǎng)和IP服務(wù)。DPT是基于SRP的，而SRP是Cisco Systems針對基于環(huán)的分組網(wǎng)絡(luò)互連而開發(fā)出的MAC層協(xié)議。
IEEE 802.17彈性分組環(huán)(RPR)標準可以包括DPT和SRP二者的多個方面，其提供了迄今為止SONET不具有的若干重要特征對環(huán)形拓撲的有效支持，以及光纖被切斷和鏈路發(fā)生故障時的快速恢復(fù)。RPR技術(shù)被期望提供通常以太網(wǎng)所具有的數(shù)據(jù)效率、簡單性和成本方面的優(yōu)勢。另外，RPR技術(shù)還解決了現(xiàn)在的技術(shù)尚未解決的諸如公平(fairness)和擁塞控制之類的問題。
正如IEEE 802.17彈性分組環(huán)(RPR)標準(“標準”)的當前草案所概括的，RPR層模型可以按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟悉的開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型來描述。在圖1中圖示了示出RPR實現(xiàn)的環(huán)和站點結(jié)構(gòu)的簡化框圖。
媒體訪問控制(MAC)控制子層、MAC數(shù)據(jù)路徑子層和協(xié)調(diào)子層在標準內(nèi)被指定，由這些子層支持的MAC服務(wù)接口、PHY服務(wù)接口也在其中指定。MAC服務(wù)接口提供這樣的服務(wù)原語，這些服務(wù)原語被MAC客戶端用來向RPR環(huán)上的一個或多個對等客戶端傳送數(shù)據(jù)、或者在MAC和MAC客戶端之間傳送本地控制信息。MAC控制子層控制數(shù)據(jù)路徑子層，維護MAC狀態(tài)和與其他RPR MAC的MAC控制子層之間的協(xié)調(diào)，以及在MAC與其客戶端之間的數(shù)據(jù)傳送。MAC數(shù)據(jù)路徑層為每個小環(huán)提供數(shù)據(jù)傳送功能。PHY服務(wù)接口被MAC用來在物理媒體上發(fā)送和接收幀。不同的協(xié)調(diào)子層指定特定PHY和媒體獨立接口(MII)之間的映射。
彈性分組環(huán)系統(tǒng)100包括以環(huán)形結(jié)構(gòu)互連的許多環(huán)站點(站點0130、站點1140、站點2150，…，以及站點N 160)，其中所述環(huán)形結(jié)構(gòu)利用了單向的逆向旋轉(zhuǎn)的小環(huán)。每個小環(huán)由站點之間的鏈路構(gòu)成，這些站點之間的鏈路具有在相同方向上的數(shù)據(jù)流。這些小環(huán)被標作小環(huán)0 110和小環(huán)1 120。該標準允許在兩個連接的小環(huán)中的任一個上發(fā)送數(shù)據(jù)幀。例如，單播幀由源站點插入，并被目的地站點拷貝。為了效率，目的地還剝?nèi)ギ斍安幌嚓P(guān)的過期幀。由相鄰站點限界的環(huán)的一部分被稱作跨段(span)，因此跨段由在相對方向上發(fā)送的單向鏈路組成。RPR雙環(huán)拓撲確保在單個跨段或站點發(fā)生故障后，源站點和(一個或多個)目的地站點之間的替換路徑可用。失敗響應(yīng)方法包括在標準中描述的通過檢查(pass-through)和保護。
為了管理環(huán)上的流量和帶寬，針對為符合公平而指定的數(shù)據(jù)流量實現(xiàn)了一種或多種公平算法。總地來說，當在小環(huán)上檢測到擁塞時，不準許站點使用比其用于插入符合公平的流量的公平份額的可用容量更多的容量。該約束防止站點依靠其在環(huán)上的相對位置而使用不成比例份額的可用容量。然而，所指定的算法假設(shè)與特定站點相關(guān)聯(lián)的客戶端(例如，MAC客戶端170)可以以環(huán)速率接受數(shù)據(jù)。如果不是這種情形，則分組可能在其到達能夠使用更智能的丟棄算法(例如，隨機早丟棄(RED)算法)的分組處理器175和/或客戶端的主緩沖器之前已被丟棄。一種解決方案是使中間緩沖器(例如，突發(fā)緩沖器177)非常大，以使分組不被丟棄。然而，添加足夠存儲器來支持這種解決方案的成本使其成為不太合需要的解決方案。
因此，期望具有這樣的機制，利用這些機制可以控制到環(huán)站點MAC客戶端的數(shù)據(jù)流。此外，還期望這種機制盡可能在現(xiàn)有的和正出現(xiàn)的環(huán)形傳輸方案內(nèi)工作。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)可以用在包括彈性分組環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和其他類型的環(huán)形拓撲網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中，來調(diào)節(jié)到與網(wǎng)絡(luò)上的站點相關(guān)聯(lián)的MAC客戶端的數(shù)據(jù)流量流。在一個實例中，調(diào)節(jié)后的與網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議相關(guān)聯(lián)的公平速率和/或消息用來減少去往特定站點和/或與該站點相關(guān)聯(lián)的MAC客戶端的流量。在另一個實例中，站點MAC客戶端或其他組件實現(xiàn)虛擬目的地隊列，并且發(fā)送與它們接收數(shù)據(jù)的速率相關(guān)聯(lián)的信息。該信息和隊列用來減少去往特定站點和/或與該站點相關(guān)聯(lián)的MAC客戶端的流量。
因此，本發(fā)明的一個方面提供了一種方法。接收指示需要改變正通過第一媒體訪問控制(MAC)設(shè)備向該第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息。形成包括指示第二MAC設(shè)備改變該第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示的消息。通過網(wǎng)絡(luò)將該消息發(fā)送給第二MAC設(shè)備。
本發(fā)明的另一個方面提供了一種裝置，該裝置包括第一MAC設(shè)備和耦合到該第一MAC設(shè)備的MAC客戶端。第一MAC設(shè)備可操作用于耦合到網(wǎng)絡(luò)。第一MAC設(shè)備包括控制邏輯，該控制邏輯被配置為準備在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的消息，該消息包括指示改變另一個MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示。MAC客戶端包括用于存儲發(fā)送到該MAC客戶端的數(shù)據(jù)的緩沖器，以及被配置為提供關(guān)于存儲在該緩沖器中的數(shù)據(jù)量的信息的緩沖器控制電路。
本發(fā)明的另一個方面提供了另一種裝置，該裝置包括第一MAC設(shè)備。第一MAC設(shè)備可操作來耦合到網(wǎng)絡(luò)，并且包括控制邏輯、緩沖器和緩沖器控制電路?？刂七壿嫳慌渲脼闇蕚湓诰W(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的消息，該消息包括指示改變另一個MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示。該緩沖器用于存儲發(fā)送到MAC客戶端的數(shù)據(jù)。緩沖器控制電路被配置為提供關(guān)于在該緩沖器中存儲的數(shù)據(jù)量的信息。
本發(fā)明的另一個方面提供了另一種裝置，該裝置包括用于接收下述信息的裝置，該信息指示需要改變正通過第一媒體訪問控制(MAC)設(shè)備向該第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量；用于形成下述消息的裝置，該消息包括指示第二MAC設(shè)備改變該第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示；以及用于通過網(wǎng)絡(luò)將該消息發(fā)送給第二MAC設(shè)備的裝置。
本發(fā)明的另一個方面提供了一種包括可在處理器上執(zhí)行的程序指令的計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀介質(zhì)為下述介質(zhì)中的至少一種電存儲介質(zhì)、磁存儲介質(zhì)、光存儲介質(zhì)、以及承載編碼所述指令的信號的通信介質(zhì)。這些程序指令可操作來實現(xiàn)下述步驟中的每一個接收指示需要改變正通過第一媒體訪問控制(MAC)設(shè)備向該第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息；形成包括指示第二MAC設(shè)備改變該第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示的消息；以及通過網(wǎng)絡(luò)將該消息發(fā)送給第二MAC設(shè)備。
以上是本發(fā)明的概括，所以必然包含對細節(jié)的簡化、概括和省略；因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到該說明僅是示例性的，而不是要以任何方式作出限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚，這里所公開的操作可以以多種方式實現(xiàn)，并且可以在不脫離本發(fā)明及其寬廣方面的情況下執(zhí)行這樣的變化和修改。在下面闡述的非限制性具體實施方式
中，僅由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的其他方面、創(chuàng)造性特征和優(yōu)點將變明顯。


通過參考下面的描述和附圖，可以更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，在附圖中，相同的標號指示相同的特征。
圖1圖示了彈性分組環(huán)RPR網(wǎng)絡(luò)的環(huán)和站點結(jié)構(gòu)的簡化框圖。
圖2圖示了與環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的兩個站點中的每個站點相對應(yīng)的MAC和MAC客戶端的簡化框圖。
圖3圖示了公平消息的示例。
圖4圖示了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的另一個環(huán)和站點結(jié)構(gòu)的簡化框圖。
圖5圖示了與諸如圖4所示的那些站點之類的站點相關(guān)聯(lián)的某些MAC客戶端組件的簡化框圖。
具體實施例方式
下面闡述至少設(shè)想的最佳實施方式的詳細描述，該實施方式用于實現(xiàn)這里所述的一個或多個設(shè)備和/或過程。該描述是說明性的，不應(yīng)理解為限制性的。
將注意到，在圖1中使用了變量標識符“N”，以更簡單地指示一系列相關(guān)或類似元素中的最后元素(例如，站點N 160)。重復(fù)使用這種變量標識符不意味著暗示這一系列元素的大小之間的相關(guān)性，盡管這種相關(guān)性可能存在。使用這種變量標識符不要求每個元素系列與由相同的變量標識符限定的另一系列具有相同的元素數(shù)目。相反，在每種使用實例中，由“N”標識的變量可以具有與具有相同變量標識符的其他實例相同或不同的值。
另外，在本申請中描述的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)將強調(diào)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟悉的某些網(wǎng)絡(luò)通信概念。例如，這里描述的站點一般可以是附接到網(wǎng)絡(luò)以用于在該網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和/或接收信息的任何設(shè)備。這種站點一般包括媒體訪問控制(MAC)設(shè)備或?qū)嶓w，有時簡稱為“MAC”，該設(shè)備或?qū)嶓w與由IEEE定義的數(shù)據(jù)鏈路層的兩個子層中的較低子層相關(guān)聯(lián)，并且負責管理對物理網(wǎng)絡(luò)媒體的協(xié)議訪問等等。MAC設(shè)備一般作為一個或多個集成電路而以硬件形式實現(xiàn)，例如，ASIC、FPGA、PLD、微處理器、微控制器、嵌入式處理器、存儲器等，并且可能與在該MAC設(shè)備硬件上執(zhí)行的軟件相結(jié)合。一般而言，MAC客戶端是調(diào)用MAC設(shè)備的服務(wù)接口的設(shè)備或?qū)嶓w。因此，MAC客戶端一般包括使用一個或多個MAC設(shè)備的硬件和軟件的組合。
本發(fā)明的系統(tǒng)、方法、裝置和軟件可以實現(xiàn)在為符合IEEE 802.17彈性分組環(huán)(RPR)標準而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的上下文中，，所述標準在提交本申請時正在開發(fā)。該標準的當前版本在下述文獻中描述IEEE草案P802.17/D2.2，Resilient Packet Ring(RPR)Access Method & Physical LayerSpecifications，2003年4月9日。然而，本發(fā)明的系統(tǒng)、方法、裝置和軟件無需受限于RPR實現(xiàn)方式。一般而言，本發(fā)明的系統(tǒng)、方法、裝置和軟件可以在多種不同的連網(wǎng)結(jié)構(gòu)和拓撲的上下文中使用。
返回到圖1，站點2150包括MAC實體、MAC設(shè)備155、以及兩個物理層(PHY)設(shè)備西PHY 151和東PHY 152。每個PHY關(guān)聯(lián)到與鄰近站點共享的跨段，即，能夠從PHY向相鄰站點發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)鏈路和能夠從相鄰站點向該PHY發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)鏈路。MAC設(shè)備155包括MAC控制實體159和兩個MAC數(shù)據(jù)路徑實體156和157，其中每個MAC數(shù)據(jù)路徑實體都關(guān)聯(lián)到各自的小環(huán)。MAC控制159向兩個MAC數(shù)據(jù)路徑實體156和157中的每個發(fā)送控制幀，并且接收來自兩個MAC數(shù)據(jù)路徑實體156和157中的每個的控制幀。路徑選擇實體158用來在MAC客戶端170和適當?shù)臄?shù)據(jù)路徑實體之間引導(dǎo)數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，實體156、157、158和159一般可以由專用電路、執(zhí)行一個或多個軟件程序或微代碼的通用電路或者這二者的某種組合構(gòu)成。此外，這些實體中的一個或多個的功能可以被組合到單個實體中，例如，路徑選擇實體158與MAC控制159組合，或者進一步分散到其他實體中。
在小環(huán)0上發(fā)送并且在小環(huán)1上接收的PHY一般標為東PHY，而在小環(huán)1上發(fā)送并且在小環(huán)0上接收的PHY一般標為西PHY。小環(huán)0數(shù)據(jù)路徑接收來自西PHY的幀，并且將幀發(fā)送或重發(fā)到東PHY上。類似地，小環(huán)1數(shù)據(jù)路徑接收來自東PHY的幀，并且將幀發(fā)送或重發(fā)到西PHY上。
圖2圖示了與環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的兩個站點中的每個相對應(yīng)的MAC和MAC客戶端的簡化框圖。為了簡單，未示出與每個站點相關(guān)聯(lián)的其他組件，例如，PHY、小環(huán)選擇實體和其他MAC客戶端組件。在本示例中，每個站點本質(zhì)上具有相同的組件配置。例如，MAC設(shè)備200和250各自包括控制電路和/或軟件實體(210和260)以及分別與兩個網(wǎng)絡(luò)小環(huán)相對應(yīng)的兩個MAC數(shù)據(jù)路徑實體(220、230、270和280)。盡管這里所述的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)一般使用在多個站點中出現(xiàn)的類似功能，但是應(yīng)當注意，站點之間、甚至站點組件之間存在多種硬件和/或軟件差異。例如，MAC客戶端240可以是與MAC客戶端290完全不同的設(shè)備。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解其他硬件和軟件差異。
MAC控制210和260支持用來維護相應(yīng)MAC設(shè)備的狀態(tài)的控制行為和特定小環(huán)未標識出的數(shù)據(jù)路徑行為。一般而言，RPR標準指定將控制行為分配到環(huán)上的多個站點中，以幸免于任何單點故障。MAC控制實體210和260例如通過傳遞專門的控制消息幀而利用MAC數(shù)據(jù)路徑的服務(wù)來彼此通信?？捎蒑AC控制210和260執(zhí)行的行為包括MAC服務(wù)接口處理；公平控制，例如使用公平邏輯215和265的公平幀處理；保護，例如，當要去激活跨段接口時；維護附接的站點的拓撲數(shù)據(jù)庫；在小環(huán)0/小環(huán)1數(shù)據(jù)路徑上發(fā)送和接收控制幀；以及其他操作、管理和維護功能。
拓撲發(fā)現(xiàn)和拓撲數(shù)據(jù)庫維護對于這里所述的用于控制到站點MAC客戶端的數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)來說可能比較重要。更具體地說，由于這里所述的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)中的某些的操作可能取決于知道另一站點是否支持某些特征的一個站點，所以使站點具有發(fā)現(xiàn)和/或接收關(guān)于其它站點的信息的能力可能是有用的，但是該能力不是必需的。RPR標準拓撲發(fā)現(xiàn)算法描述了包含在保護和拓撲消息中的拓撲信息在環(huán)上的廣播規(guī)則。這些消息包含關(guān)于起源站點以及構(gòu)成該站點的當前拓撲圖像的配置和能力的信息。這種消息一般在拓撲發(fā)現(xiàn)最初開始時生成、周期性地生成，以及在檢測到站點或環(huán)狀態(tài)改變時生成。
在MAC設(shè)備200和250中，更詳細地示出了小環(huán)0數(shù)據(jù)路徑220和270。一般而言，小環(huán)1數(shù)據(jù)路徑230和280實現(xiàn)類似或相同的功能。由每個數(shù)據(jù)路徑執(zhí)行的小環(huán)專有數(shù)據(jù)路徑行為一般包括在發(fā)送/接收時插入/刪除RPR專用字段；每服務(wù)類別流量整形以調(diào)節(jié)對共享的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)媒體的訪問；在幀的源處對幀分階段并對發(fā)送幀排隊；檢錯，例如，丟棄損壞的、不一致的以及生存時間期滿的幀；以及將接收到的幀路由到本地客戶端或控制子層以及剝離過期幀。
在來自MAC設(shè)備200的數(shù)據(jù)幀被小環(huán)0數(shù)據(jù)路徑270接收到時，檢查邏輯272確定從數(shù)據(jù)流中剝離哪些幀，例如，將傳遞到MAC客戶端290的幀或一起丟棄。剝離出來的未被丟棄的幀通過過濾邏輯271。過濾邏輯271實現(xiàn)這樣的過濾規(guī)則，該過濾規(guī)則影響哪些幀被拷貝到MAC客戶端290、哪些幀被拷貝到控制組件(例如控制260)以及在某些情形中哪些幀被放棄。接收到的要被重傳到下一站點的幀被存儲到發(fā)送隊列275中。發(fā)送隊列275可以包括一個或多個獨立的隊列。例如，發(fā)送隊列275可以包括較小的主要發(fā)送隊列和較大的輔助發(fā)送隊列。在這種示例中，兩個隊列可以處理具有不同優(yōu)先級或不同類別的流量。選擇從哪個隊列使數(shù)據(jù)出列可以使用MAC控制260控制下的復(fù)用器276來實現(xiàn)，或者利用發(fā)送隊列自身內(nèi)的邏輯實現(xiàn)。
由MAC客戶端290插入的數(shù)據(jù)幀一般從MAC駐留階段緩沖器274被發(fā)送，而不是直接從MAC客戶端290被發(fā)送。這種布置使MAC到MAC客戶端接口定時與物理層接口的定時去耦合。因此，一般在幀被接受到階段緩沖器274中時，而不是在分階段的幀實際被發(fā)送時應(yīng)用流控和優(yōu)先級化協(xié)議。復(fù)用器276用于在階段緩沖器274和發(fā)送隊列275之間進行選擇。
如上所述，數(shù)據(jù)流量可以被整形，以調(diào)節(jié)對共享的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)媒體的訪問，并且流量整形由整形邏輯273處理。在控制幀和一類或多類數(shù)據(jù)幀之間可以執(zhí)行不同的整形。在一個實施例中，控制幀被整形為低發(fā)送速率，以限制抖動對MAC客戶端提供的高優(yōu)先級發(fā)送的影響?？蛻舳颂峁┑臄?shù)據(jù)幀被整形以確保符合預(yù)先協(xié)商出的帶寬分配。整形一般包括監(jiān)控所發(fā)送的幀的帶寬，并且向MAC客戶端發(fā)送流控指示。一般而言，整形邏輯或整形器是一種設(shè)備，例如，被編程為執(zhí)行特定功能的通用性電路或?qū)ｉT電路，其將任意流量流轉(zhuǎn)換為指定數(shù)據(jù)率的平滑的流量流。在整形中，整形器基于一個或多個參數(shù)對流量流“整形”。整形器可以是隊列控制結(jié)構(gòu)的一部分。例如，負責使存儲在隊列中的數(shù)據(jù)入隊和出隊的設(shè)備也可以跟蹤整形信息，并且基于該信息執(zhí)行入隊/出隊動作。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解其他整形器或整形邏輯實現(xiàn)方式。
公平技術(shù)用于在小環(huán)上檢測到擁塞時，防止站點使用比其用于插入符合公平的流量所需的公平份額的可用容量更多的容量。該約束防止站點依靠其在環(huán)上的相對位置使用不成比例份額的可用容量。該速率約束由MAC數(shù)據(jù)路徑子層內(nèi)的整形邏輯(223和273)強制實現(xiàn)。公平邏輯(215和265)例如通過執(zhí)行所需計算、向整形邏輯提供信息并且準備將發(fā)送到其它站點的公平控制消息來實現(xiàn)該算法。公平算法不一定基于相等帶寬，而是可以基于分配給每個站點的不同的公平權(quán)重。所分配的帶寬的標稱比率與該站點的公平權(quán)重的比率成正比。
在一種實現(xiàn)方式中，由整形邏輯273用于符合公平的流量的整形參數(shù)是使用分布式公平算法計算出的。公平算法依賴于公平消息，例如公平消息300，該消息在與相關(guān)的數(shù)據(jù)流量相反的小環(huán)上周期性地循環(huán)。單抑止公平幀(single choke fairness frame，SCFF)允許站點向其上游鄰居通告公平速率值。在SCFF中接收到的公平速率被輸入到站點的本地公平速率計算中。利用SCFF通告的速率可以發(fā)源自本地站點，或者發(fā)源自位于下游更遠處的站點。多抑止公平幀(MCFF)允許站點以通常標準化的形式來廣播其本地公平速率，該形式可以由小環(huán)上的所有站點統(tǒng)一解釋?！皢我种埂笨梢员粦?yīng)用到這樣的信息，該信息可以被本地站點用來標識小環(huán)上的不多于一個擁塞點?！岸嘁种埂北粦?yīng)用到這樣的信息，該信息可以被MAC客戶端用來標識小環(huán)上的多個擁塞點。公平消息的結(jié)構(gòu)將在下面結(jié)合圖3更詳細地描述。
盡管未示出，但是一般存在與兩個小環(huán)數(shù)據(jù)路徑中的每個相關(guān)聯(lián)的公平實例。公平實例可以由站點身份與小環(huán)身份的組合來唯一標識，其中站點身份通常由該站點MAC設(shè)備的MAC地址確定，而所述小環(huán)是運載其速率由該公平實例調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)流量的小環(huán)。在某些情形中，例如，當站點處于由RPR標準描述的中央包裝(center-wrapped)狀態(tài)時，該站點包括與兩個小環(huán)都相關(guān)聯(lián)的單個公平實例。公平實例計算向其他速率計算提供基礎(chǔ)的本地有效公平速率值，所述其他速率被傳輸?shù)叫…h(huán)上的其他站點、MAC數(shù)據(jù)路徑和MAC客戶端。管理權(quán)重被分配給每個公平實例，以準許在小環(huán)上的多個站點之間縮放公平速率值。這允許一個站點使用比另一個站點大的份額的可用容量，而不違反公平原則。允許這種縮放的能力被稱作加權(quán)公平。從一個站點傳輸?shù)搅硪粋€站點的速率一般被標準化，以便(1)確保該速率由小環(huán)上的多個站點統(tǒng)一解釋，以及(2)縮放該速率值以允許其被有效地編碼為公平幀的公平速率字段內(nèi)的整數(shù)值。另外，傾斜(ramping)描述了速率的逐漸增大或減小。公平過程一般使用若干個傾斜算法。傾斜方法常常應(yīng)用可以配置為增大或減小傾斜度的傾斜系數(shù)。在RPR標準中更詳細地描述了用于支持RPR公平的各種算法和技術(shù)。這里所述的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)可以使用這些公平技術(shù)并且一般結(jié)合這些公平技術(shù)使用。此外，這里所述的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)還可以實現(xiàn)和/或利用在RPR標準中未描述的公平算法和技術(shù)。
MAC設(shè)備250和200還可以使用公平消息來傳輸與MAC客戶端級別上的數(shù)據(jù)擁塞相關(guān)的信息。在一個實施例中，MAC客戶端(例如MAC客戶端290)確定出其正以比所需速率更大的速率接收來自其對應(yīng)的MAC設(shè)備的數(shù)據(jù)。例如，在MAC設(shè)備250處接收到的去往MAC客戶端290的數(shù)據(jù)一般從MAC設(shè)備250被發(fā)送到突發(fā)緩沖器297。如圖所示，突發(fā)緩沖器297是MAC客戶端290的一部分，但是無需都是這種情形。由于突發(fā)緩沖器297變擁塞，所以MAC設(shè)備控制260和/或公平邏輯265將被告知該情形。例如，可能存在若干個與突發(fā)緩沖器297相關(guān)聯(lián)的充滿閾值級別。與突發(fā)緩沖器297相關(guān)聯(lián)的邏輯、例如分組處理器295的其他邏輯或MAC設(shè)備250中的邏輯可以將突發(fā)緩沖器297中的數(shù)據(jù)量與這些閾值相比較。取決于比較結(jié)果，MAC設(shè)備控制260一般將使用公平邏輯265來計算要被MAC設(shè)備250發(fā)送到上游站點的專用公平速率。一般而言，可以使用多種其他機制來指示需要降低正被發(fā)送到MAC設(shè)備250的數(shù)據(jù)量。例如，計數(shù)器可以維護對去往MAC設(shè)備250的數(shù)據(jù)幀的計數(shù)，并且使用該信息來確定到達MAC設(shè)備250的數(shù)據(jù)速率是否大于期望速率。在另一示例中，MAC設(shè)備250的某些其他元件(例如，分組處理器295)確定出其不能跟上與去往MAC設(shè)備250的流量相關(guān)聯(lián)的處理負載，并且提供相應(yīng)的指示，指出需要減少數(shù)據(jù)流量。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解其他技術(shù)。
在一個實施例中，MAC設(shè)備250將準備一般的公平消息300，以包括專用公平速率。在這種情形中，公平消息被標識為起源于MAC 250，并且專用公平速率被計算出來以減少在包括MAC設(shè)備250的站點處引導(dǎo)的數(shù)據(jù)流量的總量。例如，專用公平速率可能比站點的當前公平速率低。一旦上游站點(例如包含MAC設(shè)備200的站點)接收到公平消息300，它們就可以使用該消息中的信息來減少它們向MAC設(shè)備250發(fā)送的流量的量。這種減少例如可能通過站點重新計算其自己的公平速率來完成。本實施例也許是公平消息用于在MAC客戶端級別上傳輸與數(shù)據(jù)擁塞相關(guān)的信息的最簡單用法。盡管該用法將具有減少去往MAC客戶端290的數(shù)據(jù)的期望效果，但是該用法是在損害在包括MAC設(shè)備250的站點處引導(dǎo)的所有數(shù)據(jù)的情況下實現(xiàn)的，即，該站點的用于不是去往MAC客戶端290的數(shù)據(jù)(發(fā)送數(shù)據(jù))的容量也將被減少。然而，這種方法可以與符合RPR標準的任何設(shè)備一起使用。另外，也可以對這種技術(shù)作出改變。最值得注意的是，除了新公平速率外的其他信息也可以被發(fā)送，例如，斜率、指示上游站點應(yīng)當減少向下游發(fā)送的數(shù)據(jù)的消息、標記等。在其他示例中，信息可以使用某些其他類型的消息傳輸系統(tǒng)、協(xié)議或格式被傳輸?shù)揭粋€或多個站點。
在另一個實施例中，MAC設(shè)備250將準備公平消息300，以包括專用公平速率。在這種情形中，公平消息被標識為起源于MAC 250之外的MAC設(shè)備，例如，MAC設(shè)備200。專用公平速率被計算出來以減少去往MAC客戶端290的數(shù)據(jù)流量的量，或者可以僅僅指定較低的公平速率。在本實施例中的目標是允許包括MAC設(shè)備250的站點保留其當前帶寬分配，同時又減少去往MAC客戶端290的數(shù)據(jù)流量。在本實施例的其他變體中，公平消息可以包括這樣的標記，該標記指示包括MAC設(shè)備200的站點應(yīng)當將公平消息向上傳遞給上游站點，而不對該消息中的標識該消息來源的信息作任何改變。在這種示例中，MAC設(shè)備250設(shè)置標記，MAC設(shè)備200然后可以從公平消息中剝離該標記，并且將該公平消息發(fā)送到上游站點，該上游站點將假定該消息的內(nèi)容起源于包括MAC設(shè)備200的站點。一旦上游站點接收到公平消息300，它們就可以使用該消息中的信息來減少它們向MAC設(shè)備250發(fā)送的流量的量。這種減少例如可以通過站點重新計算其自身的公平速率而實現(xiàn)。如前所述，也可以應(yīng)用這種技術(shù)的多種變體。除了新的公平速率外的信息也可以被發(fā)送，例如，斜率、指示上游站點應(yīng)當減少發(fā)送到下游的數(shù)據(jù)的消息、標記等。在其他示例中，通過使用某些其他類型的消息傳輸系統(tǒng)、協(xié)議或格式，將信息傳輸?shù)揭粋€或多個站點。
在這些實施例中的任意一個中，專用公平速率和/或被發(fā)送以實現(xiàn)期望效果的任何其他信息可以以多種不同的方式被確定。專用公平速率可以基于下述一個或多個而被確定過訂(oversubscription)緩沖器占用、MAC客戶端290接收到流量的速率、環(huán)大小、站點數(shù)量以及環(huán)的帶寬。在另一個示例中，專用公平速率基于對包括MAC設(shè)備250的站點遭遇的最壞情形的估計而被確定，即，環(huán)上的所有其他站點都向MAC客戶端290發(fā)送幀的情形。在該情形中，用作公平消息300的通告公平速率的專用公平速率可以通過將MAC客戶端290的帶寬除以N來確定，其中，N是環(huán)上的站點數(shù)目，或者在加權(quán)公平算法實現(xiàn)方式的情形中是該環(huán)上的所有權(quán)重的和。在這種示例中，公平消息可以用于兩個小環(huán)，這是由于MAC客戶端的帶寬一般被來自這兩個小環(huán)的數(shù)據(jù)流量所消耗?；蛘?，該計算可以獨立考慮與每個小環(huán)相關(guān)聯(lián)的帶寬消耗。
計算將被通告的公平速率的另一種方法可以基于對由MAC設(shè)備250接收到的所有數(shù)據(jù)幀的源的監(jiān)控。在這種實現(xiàn)方式中，在MAC設(shè)備250的接收接口處的站點地址(一般是MAC設(shè)備地址)計數(shù)器將確定從環(huán)上的每個站點接收到多少數(shù)據(jù)，并且據(jù)此分配帶寬，分配帶寬或許以經(jīng)加權(quán)的公平方式進行。例如，所通告的公平速率可能是MAC客戶端290的帶寬除以活動源站點的權(quán)重的和。在另一個示例中，MAC設(shè)備250所通告的公平速率可以僅是預(yù)定值，例如，非常小的速率或甚至為零。
一般而言，任何速率調(diào)整方案都可以用來將速率消息傳輸?shù)狡渌h(huán)站點，這將具有減少到MAC客戶端的數(shù)據(jù)流量流的效果。在例如RPR標準中所述的保守方案可以利用傾斜技術(shù)來逐步改變發(fā)送速率，直到擁塞被充分減少。同樣在RPR標準中所述的積極方案也可以類似地實現(xiàn)。此外，除了發(fā)送使發(fā)送速率被降低的一個或多個消息的功能外，也可以使用類似的消息傳輸方案來告知先前被降低的發(fā)送速率現(xiàn)在可以被增加。
圖3圖示了公平消息300的結(jié)構(gòu)的示例。在本示例中，公平消息300的結(jié)構(gòu)遵循在RPR標準中規(guī)定的方針。在其他示例中，可以使用傳遞期望消息的任何結(jié)構(gòu)。在本示例中，公平消息300的大小為16字節(jié)，并且該消息被組織成三個主要部分消息頭部310、消息有效載荷350和消息尾部380。
頭部310包括三個字段生存時間320(8位)、基本控制330(8位)和源地址340(48位)。生存時間字段320是跳(相鄰站點之間的距離)計數(shù)，其指定在幀到達目的地前預(yù)期經(jīng)過的最大跳數(shù)。其被用來提供一種機制，該機制用于確保幀不會在環(huán)上無限循環(huán)?；究刂谱侄?30包括大量子字段，用于指定各種幀選項。例如，在基本控制字段330中的子字段可以用來指定幀的類型(空閑、控制、公平、數(shù)據(jù))、該幀是否是符合公平的，以及與該幀相關(guān)聯(lián)的服務(wù)類別。源地址字段340包含指定生成該幀的站點的單個MAC地址。
有效載荷350包括兩個字段公平頭部360(16位)和公平速率370(16位)。公平頭部字段360一般包括關(guān)于公平幀類型的信息，例如單抑止或多抑止。公平頭部360中的其他預(yù)留空間可以用于其他信息，例如上述用于實現(xiàn)這里所述的系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)的信息(標記、斜率等)。公平速率字段370包含由公平消息發(fā)送的公平速率(某些時候是標準化的)。最后，尾部380包括幀校驗序列392(32位)，幀校驗序列392提供了幀的循環(huán)冗余校驗(CRC)，并且用于糾錯。
圖4圖示了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的另一個環(huán)和站點結(jié)構(gòu)的簡化框圖。在本示例中，網(wǎng)絡(luò)400由兩個反向發(fā)送小環(huán)(小環(huán)0 401和小環(huán)1 402)構(gòu)成。類似于圖1中所示的彈性分組環(huán)100，網(wǎng)絡(luò)400可以是RPR網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)400包括四個站點站點0 410、站點1 420、站點2 430和站點3 440。每個站點通過網(wǎng)絡(luò)跨段(415、425、435和445)連接到相鄰站點，網(wǎng)絡(luò)跨段包括兩個網(wǎng)絡(luò)鏈路，其中每個網(wǎng)絡(luò)鏈路屬于各自的小環(huán)并在相反方向上發(fā)送數(shù)據(jù)。圖4所示的簡化網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了可以用于控制去往環(huán)站點MAC客戶端的數(shù)據(jù)流的其他一些機制。
圖5圖示了與圖4所示網(wǎng)絡(luò)400的站點0 410相關(guān)聯(lián)的某個MAC客戶端組件500的簡化框圖。與MAC客戶端組件500一起使用的MAC設(shè)備可以是傳統(tǒng)的RPR標準的MAC設(shè)備、例如圖2中示出的那種MAC設(shè)備或者某些其他MAC設(shè)備設(shè)計。MAC客戶端組件500包括接收從對應(yīng)MAC設(shè)備傳入的數(shù)據(jù)幀的突發(fā)緩沖器510。由突發(fā)緩沖器510緩沖的數(shù)據(jù)被分組處理器520處理，分組處理器520可以擁有任何方式的分組處理功能，并且可以使用集成電路硬件和/或軟件的某種組合來實現(xiàn)。一般而言，分組處理器520是某種方式的第三層處理引擎。在處理分組時，分組處理器520一般向其他通信設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)或從其他通信設(shè)備接收數(shù)據(jù)。例如，分組處理器520可以是LAN交換網(wǎng)絡(luò)的一部分，并且因此通過交換構(gòu)架向其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，MAC客戶端組件500可以是線路卡或其他交換設(shè)備的一部分。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般而言可以包括多種不同設(shè)備，例如包括計算機系統(tǒng)、輸出設(shè)備、存儲設(shè)備、通信設(shè)備、或者諸如路由器、其他交換機以及甚至其他網(wǎng)絡(luò)之類的其他網(wǎng)絡(luò)組件。
分組處理器520一般與某些方式的其他緩沖機制(例如發(fā)送/接收緩沖器530)結(jié)合工作。發(fā)送/接收緩沖器530通過向分組處理器520提供臨時數(shù)據(jù)存儲來輔助分組處理。這種緩沖機制可以允許分組處理器更有效地執(zhí)行其主要任務(wù)即將數(shù)據(jù)路由到適當?shù)木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備。例如，發(fā)送/接收緩沖器530輔助實現(xiàn)某些擁塞避免算法，這些算法用于管理數(shù)據(jù)隊列深度/等待時間。這種算法的示例包括隨機早檢測(RED，有時也稱作“隨機早丟棄”或“隨機早放棄”)算法和加權(quán)RED算法，這些算法最終確定分組是應(yīng)當根據(jù)請求被入隊，還是應(yīng)該被丟棄。其他算法和技術(shù)可以使用緩沖和排隊設(shè)備，例如發(fā)送/接收緩沖器530。
除了前述MAC客戶端組件外，MAC客戶端組件500還包括環(huán)的目的地隊列和整形器540。盡管示作獨立的組件，但是實現(xiàn)這些功能的硬件和/或軟件實現(xiàn)方式可以是另一個MAC客戶端組件(例如，分組處理器520)的一部分，或者甚至是關(guān)聯(lián)的MAC設(shè)備的一部分。此外，隊列和整形器540一般作為一個或多個集成電路而以硬件形式實現(xiàn)，例如，ASIC、FPGA、PLD、微處理器、微控制器、嵌入式處理器、存儲器等，并且可能與在硬件中執(zhí)行的軟件相結(jié)合。隊列和整形器540包括三個虛擬目的地隊列(VDQ)563、566和569，它們中的每一個用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)400上一每個可能的目的地站點。因此，存在對應(yīng)于站點1 420的VDQ(VDQ_S1563)、對應(yīng)于站點2430的VDQ(VDQ_S2 566)以及對應(yīng)于站點3 440的VDQ(VDQ_S3 569)。由于站點0 410一般不會將去往站點0的數(shù)據(jù)流量引導(dǎo)到任一小環(huán)中，所以與MAC客戶端組件500相關(guān)聯(lián)的站點無需對應(yīng)的VDQ。VDQ 563、566和569受隊列和整形器控制邏輯550的控制。
VDQ 563、566和569目的是調(diào)節(jié)去往環(huán)上的其他站點中的每個的數(shù)據(jù)流量。在一個實施例中，站點0(具體地說是隊列和整形器控制邏輯550)接收關(guān)于與其他環(huán)站點中的每個相關(guān)聯(lián)的MAC客戶端的流量處理能力(例如，擁塞、優(yōu)選發(fā)送速率等)的信息，并且使用該信息來控制去往每個其他站點的數(shù)據(jù)流。所接收到的關(guān)于MAC客戶端流量處理能力的信息一般采用某些指示的形式，該指示指出需要減少正發(fā)送到MAC設(shè)備的數(shù)據(jù)量。隨后，支持該方案的每個MAC客戶端監(jiān)控流入該MAC客戶端的流量，例如上述突發(fā)緩沖器監(jiān)控，并且使用該信息將適當?shù)南l(fā)送到環(huán)上的其他站點。這些消息可以使用已建立RPR標準消息(例如，公平消息)來發(fā)送，或者它們可以使用由參與站點支持的任何適當通信協(xié)議來傳輸。
如前所述，MAC客戶端可以以多種不同的方式檢測擁塞，包括監(jiān)控突發(fā)緩沖器閾值、計數(shù)器、監(jiān)控丟棄率等。類似地，被發(fā)送到其他MAC客戶端并且指示需要減少特定MAC客戶端的流量的量或流量速率的信息可以采用多種形式，包括專門的數(shù)據(jù)發(fā)送速率、傾斜因子、標記、不指定具體速率的速率降低消息等。因此，情況可能是這樣的接收到這種關(guān)于在另一個MAC客戶端處的擁塞的消息的MAC客戶端或MAC設(shè)備可以確定用于其自身的適當?shù)陌l(fā)送速率。當接收到來自其他站點的與期望發(fā)送速率相關(guān)的信息時，隊列和整形器控制550可以對被發(fā)送到站點0MAC設(shè)備并且從而被發(fā)送到該環(huán)自身的去往每個其他環(huán)站點的數(shù)據(jù)的速率進行控制。這種控制通過使用一個或多個速率整形器(例如VDQ整形器570和鏈路整形器580)而進一步被實現(xiàn)。
VDQ整形器570專門設(shè)計用于對去往特定站點的MAC客戶端的數(shù)據(jù)流進行整形。就此而言，對于每個站點的隊列，存在基于接收自對應(yīng)站點的信息控制數(shù)據(jù)流的對應(yīng)VDQ整形器。整形器或整形邏輯可以以上述多種方式實現(xiàn)。由于所示VDQ和VDQ整形器中的每個專用于單個站點，所以它們可以用于要被插入到任一小環(huán)上的數(shù)據(jù)流量，即，對于屬于站點0的MAC設(shè)備中的每個數(shù)據(jù)路徑實例，無需獨立的VDQ和VDQ整形器。在其他實現(xiàn)方式中，可能存在與不同數(shù)據(jù)路徑實例相對應(yīng)的多個VDQ和VDQ整形器的實例。速率整形器可以實現(xiàn)各種算法，例如前述公平算法和加權(quán)的公平算法(在保守的或積極的情形中)。在一個示例中，目的地站點通告基于其MAC客戶端可以消耗的帶寬除以環(huán)中的節(jié)點數(shù)的速率或帶寬。如果正接收的實際帶寬較低，則可以增加所通告的值。一旦所接收到的帶寬接近、處于或者高過可維持速率，則所通告的速率或帶寬可以被降低。如前所述，用于支持這種算法的信息(例如，公平速率、傾斜因子、標記等)在消息中按需被傳輸。類似地，需要執(zhí)行的任何計算可以由隊列和整形器控制邏輯550、某些其他MAC客戶端邏輯、MAC設(shè)備邏輯(例如公平邏輯)或者環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的某些未示出的其他部分處理。
除了VDQ整形器570外，還可以實現(xiàn)鏈路整形器580。盡管VDQ整形器570基于所通告的MAC客戶端接收速率(或者某些其他類似信息)對發(fā)送速率整形，但是鏈路整形器580基于特定網(wǎng)絡(luò)鏈路的帶寬限制來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送。在圖5的示例中示出了三個鏈路整形器，每個對應(yīng)于來自站點0的數(shù)據(jù)將在其上被發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)400的單個小環(huán)的三條鏈路中的一條。例如，假定由站點0發(fā)送的數(shù)據(jù)將去往站點1 420、站點2 430、站點3440中的一個或多個。由于站點0一般不通過環(huán)形網(wǎng)絡(luò)向其自身發(fā)送數(shù)據(jù)(但是在某些實施例中，這可以利用一個或多個額外的VDQ、VDQ整形器和/或鏈路整形器而得到支持)，所以在特定小環(huán)上的由站點0發(fā)送的數(shù)據(jù)將經(jīng)過不終止于站點0的那些鏈路。因此，用小環(huán)0 401為例，由站點0 410發(fā)送的數(shù)據(jù)將只經(jīng)過與跨段415、425和435相關(guān)聯(lián)的鏈路。由于去往站點1 420的數(shù)據(jù)(即，從VDQ_S2 563出隊的數(shù)據(jù))只需經(jīng)過一個鏈路，所以其通過與該鏈路相關(guān)聯(lián)的單個鏈路整形器。去往站點2430的數(shù)據(jù)經(jīng)過前述鏈路和在跨段425中的對應(yīng)小環(huán)的鏈路，所以其通過兩個鏈路整形器，依此類推。
由于鏈路整形器580基于特定跨段或鏈路的帶寬限制而被編程或控制，所以它們可以利用來自站點MAC客戶端、站點MAC設(shè)備和/或網(wǎng)絡(luò)管理源的信息。另外，可以使用這里所述的任何通信或消息傳輸方案或者使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他技術(shù)在站點之間分發(fā)該信息。另外，鏈路整形器580可以實現(xiàn)各種算法，例如前述公平算法和加權(quán)的公平算法(在保守的或積極的情形中)，或者它們的變體。例如，鏈路整形器580可以通過使用上述和RPR標準中所述的多抑止公平算法和多抑止公平幀而被控制。
如圖所示，鏈路整形器580對應(yīng)于與單個小環(huán)相關(guān)聯(lián)的鏈路，因此可能需要與其他小環(huán)的鏈路相對應(yīng)的額外鏈路整形器實例。在另一實施例中，跨段整形器被用來替代鏈路整形器?？缍握纹骺梢钥紤]完整環(huán)形跨段的帶寬約束，從而不需要用于兩個MAC數(shù)據(jù)路徑實例中的每個的獨立整形器。
由于與隊列和整形器540相關(guān)聯(lián)的排隊和整形技術(shù)未明確地作為RPR的一部分，或者實際上不是任何通信協(xié)議或標準的一部分，所以可能需要實現(xiàn)本領(lǐng)域公知的拓撲和功能發(fā)現(xiàn)技術(shù)，以使一個或多個站點可以確定環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的任意其他站點中的哪一個可以支持排隊和整形技術(shù)。在某些而不是全部環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的站點可以支持VDQ、VDQ整形器和鏈路整形器中的某些或全部的情形中，所實現(xiàn)的VDQ和整形器的數(shù)目可以改變。例如，如果環(huán)形網(wǎng)絡(luò)上僅三個站點支持該功能，則在那些站點之一中可能存在只用于另外兩個支持站點的VDQ。類似地，可能存在被實現(xiàn)用于與單個站點、鏈路或跨段相對應(yīng)的多個VDQ和/或整形器。例如，可能存在對應(yīng)于單個站點的兩個或多個VDQ，以使可以適應(yīng)不同的流量優(yōu)先級。在這種示例中，單個VDQ整形器一般會對來自與單個目的地站點相對應(yīng)的多個隊列的所有流量整形，但這不是必需的情形。
此外，如同隊列和整形器540可以用來減少去往特定MAC客戶端的流量一樣，它們也可以用來增加到特定MAC客戶端的流量，例如，在MAC客戶端指示擁塞已減輕時。
還應(yīng)當注意，這里所示的各種技術(shù)可以彼此結(jié)合使用。例如，如果站點發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的一個或多個站點不支持VDQ和相關(guān)功能，則結(jié)合圖2和圖3描述的技術(shù)仍可以用來實現(xiàn)對MAC客戶端擁塞的某些控制。
另外，各種不同的技術(shù)可以用來確定公平速率、傾斜因子、或者指示需要減少去往特定MAC客戶端的其他信息。這些技術(shù)對于這里所述的任何系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)可能具有同樣的適用性。在一個示例中，如下所述，保守的公平算法基于多種因素來確定新的公平速率，這些因素包括突發(fā)緩沖器或VDQ充滿的程度、對于實現(xiàn)了公平的流量和未實現(xiàn)公平的流量二者的接收速率、當前公平速率以及傾斜系數(shù)。
在本示例中，可以建立一個或多個閾值，以使當相關(guān)緩沖器或隊列容量超出閾值或落到閾值以下時，基于對應(yīng)的傾斜因子計算出新的公平速率。第一閾值代表如下的緩沖器/隊列容量，在該容量以下，緩沖器/隊列能夠承受相當多的流量(例如“饑餓”情形)，而在該容量之上，該緩沖器/隊列可以承受某些額外的流量，但是一般已滿足了。第二閾值代表如下的緩沖器/隊列容量，在該容量以下，緩沖器/隊列處于滿足狀態(tài)，而在該容量之上，緩沖器/隊列處于“充滿”狀態(tài)，該狀態(tài)指示需要減少流量的量。類似地可以實現(xiàn)額外的或更少的閾值，以及從而實現(xiàn)額外的或更少的容量狀態(tài)。
當緩沖器/隊列容量落到第一閾值以下時，即，進入饑餓狀態(tài)時，將計算出新的傾斜因子，以使流量增加RampFactor=+MaxRcvRate-(RcvdFERate+RcvdNonFERate)MaxRcvRate×RampCoeff,]]>其中MaxRcvRate是相關(guān)MAC客戶端組件(例如，分組處理器)可以接收數(shù)據(jù)的最大速率；RcvdFERate是接收符合公平的數(shù)據(jù)的速率，RcvdNonFERate是接收不符合公平的數(shù)據(jù)的速率，并且RampCoeff是用于調(diào)整傾斜的粒度的系數(shù)。注意，這些速率中的任意一種都可以是粗略的數(shù)據(jù)速率、標準化的數(shù)據(jù)速率、經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)速率(例如，低通濾波的)等。一旦確定出RampFactor，就可以計算出新的公平速率FairRate＝FairRate(1+RampFactor)。
類似地，當緩沖器/隊列容量上漲到超過第一閾值時，即，從饑餓狀態(tài)進入到滿足狀態(tài)，就可以計算出新的傾斜因子以導(dǎo)致流量降低RampFactor=RcvdFERate(RcvdFERate+FwdRate)×RampCoeff,]]>
其中FwdRate是實現(xiàn)了公平的流量被發(fā)送(轉(zhuǎn)發(fā))通過MAC設(shè)備的速率。使用該RampFactor，如上計算出新的公平速率。在可能考慮得更嚴格的情形中，例如，當緩沖器/隊列容量上漲到超過第二閾值時，即，從滿足狀態(tài)進入到充滿狀態(tài)，則可以通過將RampFactor乘以大于1的常數(shù)(例如，2)來進一步增加傾斜量。
而且，本示例僅是對下述技術(shù)的舉例說明，所述技術(shù)可以用來確定新的公平速率，或者用來調(diào)節(jié)在MAC客戶端處接收流量的速率的其他信息。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將想到用于確定公平速率、傾斜因子或任意其他相關(guān)參數(shù)的其他技術(shù)。
附圖示出了在本申請中公開的可以用來控制到環(huán)站點MAC客戶端的數(shù)據(jù)流的很多機制中的某些機制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易認識到，所示出的某些步驟、元素或操作可以被消除，或者可以在替換布置中實現(xiàn)，或者以替換順序?qū)崿F(xiàn)。此外，這里所述的許多技術(shù)一般實現(xiàn)為用于計算機系統(tǒng)或可編程設(shè)備的一個或多個軟件程序或微代碼，并且可以作為指令而被編碼在計算機可讀介質(zhì)中，其中指令可由處理器、FPGA、ASIC等中的一個或多個執(zhí)行。計算機可讀介質(zhì)可以是下述任意之一電存儲介質(zhì)、磁存儲介質(zhì)、光存儲介質(zhì)以及運載編碼了指令的信號的通信介質(zhì)。這些程序的獨立實例可以與上述多過程方法一致地在獨立的計算機系統(tǒng)上執(zhí)行。因此，盡管已將某些步驟描述為由某些設(shè)備、軟件程序、進程或?qū)嶓w執(zhí)行，但這不是必需的情形，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解各種替換實現(xiàn)。
最一般地說，這里所述的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備以幀形式傳輸數(shù)據(jù)。幀是作為數(shù)據(jù)鏈路層單元通過傳輸介質(zhì)發(fā)送的信息的邏輯分組。幀一般包括用于同步和差錯控制的頭部和/或尾部信息，該頭部和/或尾部信息包圍著該單元中包含的用戶數(shù)據(jù)。術(shù)語信元、數(shù)據(jù)報、消息、分組和段也用于描述在OSI參考模型的各個層處或者在各種技術(shù)圈子中的邏輯信息分組。這里使用的術(shù)語“幀”應(yīng)當就其廣義理解，并且可以包含其他術(shù)語，例如，信元、消息、分組和段。
盡管已參考本發(fā)明的特定優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是可以向本領(lǐng)域的技術(shù)人員建議作出各種改變和修改，并且本發(fā)明是要包含落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的這種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括接收指示需要改變正通過第一媒體訪問控制(MAC)設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息；形成包括指示第二MAC設(shè)備改變所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示的消息；以及通過網(wǎng)絡(luò)將所述消息發(fā)送給所述第二MAC設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)是城域網(wǎng)(MAN)。
3.如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)是彈性分組環(huán)(RPR)網(wǎng)絡(luò)。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)包括用于從所述第一MAC設(shè)備向所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)路徑，并且其中所述網(wǎng)絡(luò)包括用于從所述第二MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)路徑。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述消息是彈性分組環(huán)(RPR)公平消息。
6.如權(quán)利要求1所述方法，還包括確定與所述第一MAC設(shè)備的客戶端相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)緩沖器包含數(shù)據(jù)的程度；以及基于所述與所述第一MAC設(shè)備的客戶端相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)緩沖器包含數(shù)據(jù)的程度，準備所述指示需要改變正通過所述第一MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息。
7.如權(quán)利要求6所述方法，還包括向所述第一MAC設(shè)備發(fā)送所述指示需要改變正通過所述第一MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息。
8.如權(quán)利要求1所述方法，其中所述消息還包括MAC設(shè)備地址。
9.如權(quán)利要求8所述方法，其中所述MAC設(shè)備地址與所述第一MAC設(shè)備、所述第二MAC設(shè)備和另一個MAC設(shè)備之一相對應(yīng)。
10.如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述指示第二MAC設(shè)備改變所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示包括下述中的至少一個MAC設(shè)備地址、數(shù)據(jù)發(fā)送速率、傾斜因子以及標記。
11.如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述指示第二MAC設(shè)備改變所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示包括數(shù)據(jù)發(fā)送速率，所述方法還包括確定所述數(shù)據(jù)發(fā)送速率。
12.如權(quán)利要求11所述方法，其中，所述確定數(shù)據(jù)發(fā)送速率的步驟還包括下述步驟中的至少一個計算所述數(shù)據(jù)發(fā)送速率；選擇所述數(shù)據(jù)發(fā)送速率的值；以及確定傾斜因子。
13.如權(quán)利要求1所述方法，還包括將所述消息從所述第二MAC設(shè)備發(fā)送到第三MAC設(shè)備。
14.如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述第一MAC設(shè)備是第一彈性分組環(huán)(PRP)站點的一部分，并且其中所述第二MAC設(shè)備是第二RPR站點的一部分。
15.如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述指示需要改變正通過所述第一MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息包括下述中的至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送速率、計數(shù)器值、指示已超過緩沖器閾值的消息以及來自所述第一MAC的客戶端的信號。
16.如權(quán)利要求1所述方法，其中所述指示需要改變正通過所述第一MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息包括下述信息中的至少一個指示需要減少所述正被發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息，以及指示需要增加所述正被發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息；并且所述指示第二MAC設(shè)備改變所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示還包括下述指示中的至少一個指示所述第二MAC設(shè)備減少所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示，以及指示所述第二MAC設(shè)備增加所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示。
17.如權(quán)利要求1所述方法，該方法作為可在處理器上執(zhí)行的指令被編碼在計算機可讀介質(zhì)中，所述計算機可讀介質(zhì)為下述介質(zhì)之一電存儲介質(zhì)、磁存儲介質(zhì)、光存儲介質(zhì)以及承載編碼所述指令的信號的通信介質(zhì)。
18.一種裝置，包括第一媒體訪問控制(MAC)設(shè)備，該設(shè)備可操作來耦合到網(wǎng)絡(luò)，所述第一MAC設(shè)備包括控制邏輯，所述控制邏輯被配置用于準備在所述網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的消息，所述消息包括指示改變另一個MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示；以及MAC客戶端，其耦合到所述第一MAC設(shè)備，并且包括用于存儲發(fā)送到所述MAC客戶端的數(shù)據(jù)的緩沖器；以及緩沖器控制電路，該電路被配置為提供關(guān)于存儲在所述緩沖器中的數(shù)據(jù)量的信息。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述網(wǎng)絡(luò)是城域網(wǎng)(MAN)。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述網(wǎng)絡(luò)是彈性分組環(huán)(RPR)網(wǎng)絡(luò)。
21.如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括第二MAC設(shè)備，其中所述第二MAC設(shè)備是所述另一個MAC設(shè)備；耦合在所述第一MAC設(shè)備和所述第二MAC設(shè)備之間的第一數(shù)據(jù)路徑，所述第一數(shù)據(jù)路徑用于從所述第一MAC設(shè)備向所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)；以及耦合在所述第一MAC設(shè)備和所述第二MAC設(shè)備之間的第二數(shù)據(jù)路徑，所述第二數(shù)據(jù)路徑用于從所述第二MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述第一MAC設(shè)備還可操作用于將所述消息發(fā)送到所述第二MAC設(shè)備。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述第二MAC設(shè)備被配置為將所述消息發(fā)送到第三MAC設(shè)備。
24.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述第一MAC設(shè)備是第一彈性分組環(huán)(PRP)站點的一部分，并且其中所述第二MAC設(shè)備是第二RPR站點的一部分。
25.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述消息是彈性分組環(huán)(RPR)公平消息。
26.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述緩沖器控制電路耦合到所述控制邏輯，并且其中所述控制邏輯還被配置為使用所述關(guān)于在緩沖器中存儲的數(shù)據(jù)量的信息來確定所述指示改變另一個MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示。
27.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述消息還包括MAC設(shè)備地址。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述MAC設(shè)備地址與所述第一MAC設(shè)備和所述另一個MAC設(shè)備之一相對應(yīng)。
29.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述指示改變另一個MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示包括下述中的至少一個MAC設(shè)備地址、數(shù)據(jù)發(fā)送速率、傾斜因子以及標記。
30.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述控制電路還被配置為確定數(shù)據(jù)發(fā)送速率和數(shù)據(jù)發(fā)送速率傾斜中的至少一個。
31.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述關(guān)于在緩沖器中存儲的數(shù)據(jù)量的信息包括下述中的至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送速率、計數(shù)器值、指示已超過緩沖器閾值的消息以及來自所述第一MAC的客戶端的信號。
32.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述MAC客戶端還包括耦合到所述緩沖器的分組處理電路。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，其中所述分組處理電路包括所述緩沖器控制電路。
34.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述指示改變另一個MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示還包括下述中的至少一個指示減少所述另一個MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示，以及指示增加所述另一個MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示。
35.一種裝置，包括用于接收指示需要改變正通過第一媒體訪問控制(MAC)設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息的裝置；用于形成包括指示第二MAC設(shè)備改變所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示的消息的裝置；以及用于通過網(wǎng)絡(luò)將所述消息發(fā)送給所述第二MAC設(shè)備的裝置。
36.如權(quán)利要求35所述的裝置，其中所述網(wǎng)絡(luò)是城域網(wǎng)(MAN)和彈性分組環(huán)(RPR)網(wǎng)絡(luò)中的至少一種。
37.如權(quán)利要求35所述的裝置，其中所述消息是彈性分組環(huán)(RPR)公平消息。
38.如權(quán)利要求35所述的裝置，還包括用于確定與所述第一MAC設(shè)備的客戶端相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)緩沖器包含數(shù)據(jù)的程度的裝置；以及用于執(zhí)行下述操作的裝置基于所述與所述第一MAC設(shè)備的客戶端相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)緩沖器包含數(shù)據(jù)的程度，準備所述指示需要改變正通過所述第一MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息。
39.如權(quán)利要求35所述的裝置，其中所述消息還包括MAC設(shè)備地址。
40.如權(quán)利要求35所述的裝置，其中，所述指示第二MAC設(shè)備改變所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示包括下述中的至少一個MAC設(shè)備地址、數(shù)據(jù)發(fā)送速率、傾斜因子以及標記。
41.如權(quán)利要求35所述的裝置，其中，所述指示需要改變正通過所述第一MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息包括下述中的至少一個數(shù)據(jù)發(fā)送速率、計數(shù)器值、指示已超過緩沖器閾值的消息以及來自所述第一MAC的客戶端的信號。
42.如權(quán)利要求35所述的裝置，其中所述指示需要改變正通過所述第一MAC設(shè)備向所述第一MAC設(shè)備的客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息還包括下述信息中的至少一個指示需要減少所述正被發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息，以及指示需要增加所述正被發(fā)送的數(shù)據(jù)量的信息；并且所述指示第二MAC設(shè)備改變所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示還包括下述指示中的至少一個指示所述第二MAC設(shè)備減少所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示，以及指示所述第二MAC設(shè)備增加所述第二MAC設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的速率的指示。
全文摘要
在包括彈性分組環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和其他類型的環(huán)形拓撲網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中，可以使用多種系統(tǒng)、方法、設(shè)備和技術(shù)來調(diào)節(jié)到與網(wǎng)絡(luò)上的站點相關(guān)聯(lián)的MAC客戶端的數(shù)據(jù)流量流。在一個實例中，調(diào)節(jié)后的與網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議相關(guān)聯(lián)的公平速率和/或消息被用來減少去往特定站點和/或與該站點相關(guān)聯(lián)的MAC客戶端的流量。在另一個實例中，站點MAC客戶端或其他組件實現(xiàn)虛擬目的地隊列，并且發(fā)送與它們接收數(shù)據(jù)的速率相關(guān)聯(lián)的信息。該信息和隊列被用來減少去往特定站點和/或與該站點相關(guān)聯(lián)的MAC客戶端的流量。
文檔編號H04L12/56GK1820462SQ200480019758
公開日2006年8月16日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月19日
發(fā)明者烏組恩·奈克蒂特, 邁克·塔克夫曼 申請人:思科技術(shù)公司