具有物理层链路聚合、扩展故障检测和负载均衡的可复原数据通信的制作方法

专利名称：具有物理层链路聚合、扩展故障检测和负载均衡的可复原数据通信的制作方法
技术领域：
本技术涉及数据通信，并且更具体地涉及在诸如无线数据通信网络之类的网络中 的可复原(resilient)数据通信。
背景技术：
对与数据通信环境相关联的、允许语音、数据和视频汇聚的扩展容量以及增加的 可靠性的要求以及对IP网络上的存储量的要求已经引起对载波级别(carrier-class)可 用性的需求。载波级别基础设施(也称为"载波级"基础设施)被认为是相对可靠的网络硬 件和软件基础设施。诸如移动无线运营商、数据接入提供商以及固定无线运营商之类的企 业以及操纵宽带无线网络的企业和政府机构常常使用载波级别基础设施来处理他们的IP 通信和关键任务应用。例如，为了承载汇聚环境中的语音流量和实时流量，载波级别网络基 础设施可以被配置用于递送与公共交换电话网水平相同的可用性。因此，在建立载波级别 基础设施中，可以利用被设计为适合特定企业需求的拓扑来部署通信网络。
网络拓扑是节点之间的链路的图案，其中，给定节点到网络中的其它节点具有一 条或多条链路。网络的物理拓扑包括诸如环、网和总线之类的示例。逻辑拓扑是信号从节 点流向节点的路径的本质，并且在许多实例中，逻辑拓扑和物理拓扑相类似。
针对增加的带宽，根据IEEE标准802. 3ad，节点(例如，交换机和台站)之间的通 信信道的负载均衡和可用性、链路聚合或称主干技术(trimking)是将物理网络链路组合 成单个逻辑链路的方法。对于链路聚合，利用快速以太网以及吉比特以太网技术来提高节 点之间的通信信道的容量是可能的。两个或更多个吉比特以太网连接可以被组合在一起， 以增加带宽和引起可复原的以及冗余的链路。标准局域网(LAN)技术提供10Mbps、100Mbps 和1000Mbps的数据速率，并且为了获得更高容量(例如，10000Mbps)，链路聚合允许将10 个链路组合在一起。这里，因子十(10)是过量的，链路聚合可以通过组合具有不同速率的 链路来提供中间速率。 有线网络协议被设计用于满足以太网的要求集合并且旨在改善可扩展性、带宽分 配和吞吐量，以便满足分组交换网络的需求。典型的以太网物理层接口目前满足1Gbps到 10Gbps的速率。在光纤或节点故障的情况中，恢复可能需要满足50毫秒的恢复时间。
目前的载波级别基础设施要求涉及通信网络的服务质量(QoS)、复原性、可靠性、 负载均衡、响应时间和易管理性。建立这些要求的标准是针对特定水平的QoS而设计的。 然而，提供例如层2或层3上的负载均衡是困难的，因为其依赖于更上层的流量的特征。另 外，期间系统折回到有效配置的恢复时间花费太长，这引起了收敛问题。

发明内容
前述配置和协议对于与特征无关(featureless)的载波间负载均衡以及对于无 线通信可能不能被优化。现有配置还要求过多开销，不能在特定层结合复原性，并且提供慢的故障检测和恢复响应。例如，在LAN或其它类型的网络中，层2链路聚合注意源和目的地 的MAC(媒体访问控制)地址。特别是，层2链路聚合通过源和目的地MAC地址的最高有效 字节(LSByte)执行计算来找出通过网络传输的每个以太网帧的链路聚合组数。X0R计算产 生了确定以太网帧所属链路聚合组(即，帧成员关系)的密钥。 在一些实施例中，在物理层链路聚合中，存在成员是物理链路但是没有密钥的组。 因此，执行此与特征无关的层1方法的各种实施例结合物理层链路聚合协议、扩展故障检 测算法、负载均衡或其任何组合的应用提供了可复原的分组通信。优选地，所有这三个都被 应用。 具有链路聚合的可复原无线分组网络可以提供具有错误复原性、对吞吐量具有有 限或最小影响的无线操作。然而，利用与特征无关负载均衡针对物理层流量对这样的网络 的优化排除了层2基于流量特征的优化，并且因此，减少了归因于带宽使用的开销。换句话 说，在多载波可复原分组网络的物理层处的与特征无关负载均衡独立于层2流量特征，并 且允许快速检测和自动故障恢复。 点对点无线链路聚合拓扑是可复原物理层链路聚合的典型应用。这允许通过鲁棒 性和快速故障检测和恢复、利用对故障的复原性来部署无线数据通信网络。这些实施例可 以能够对于每个链路有小于50ms的无线链路故障检测速率，以及在多载波网络拓扑中有 低于50ms的无线链路修复(恢复)速率。通过这样的鲁棒性和快速故障检测和恢复，多载 波无线网络可以对故障展现出单边的并且可靠的端对端复原性。其还能够对无线网络提供 载波级别保护性能。 例如，利用具有设计用于提供这些益处的功能的改进型吉比特以太网卡来实现可 复原无线分组网络。并且，虽然此解决方案能够利用诸如路由设备之类的外部装备来实现， 但是改进型吉比特以太网卡实施方式是优选的，因为检测和恢复信息可本地使用，并且不 需要额外的开销。换句话说，改进型吉比特以太网卡实施方式是优选的，因为其提供了更好 的结果，并且对吞吐量的影响较少。 因此，系统和方法的各种实施例可以被提供用于提供网络中理想的可复原分组通 信。 一种示例性方法可以包括例示快速信道故障检测算法，例示用于分组通信的与网络的 链路相关联的物理层链路聚合协议，以及将物理层链路聚合协议与快速信道故障检测算法 相结合。此结合响应于网络中的故障，并且提供网络的自动故障恢复，以便使得通过网络的 分组通信对这些故障是能复原的。 用于网络中的可复原分组通信的另一种方法可以包括例示物理层链路聚合协议 和示例快速信道故障检测算法，在逐链路地执行故障检测和恢复步骤中，快速信道故障检 测算法可用于与物理层链路聚合协议协作。这些步骤可以包括获取包含接收状态或发送状 态的状态指示；判断分组流量对准是否被锁定，如果没有被锁定，则将接收状态设定为坏； 判断是否接收到分组，如果没有接收到，则判断接收状态是否应当被设定为坏；计算包含接 收状态的分组头部字段的有效确认值，以判断分组头部字段是否有效并且接收状态是否应 当被设定为好；如果接收到分组，则从分组的接收状态确定发送状态；以及如果发送状态 和/或接收状态为坏，则发起网络的自动故障或错误恢复。 用于网络中的可复原无线分组通信的一种示例性系统可以包括用于例示快速信 道故障检测算法的装置；用于例示用于分组通信的与网络链路相关联的物理层链路聚合协
7议的状态；以及用于将物理层链路聚合协议与快速信道故障检测算法相结合的装置。此结 合响应于网络中的故障，并且提供了网络的自动故障恢复，以便使得通过网络的分组通信 对这些故障是能复原的。 用于网络中的可复原无线分组通信的另一种示例性系统可以包括在网络中经由 链路互连的多个节点，每个节点具有可操作用于执行物理层链路聚合协议和快速无线信道 故障检测算法的数据接入卡；以及多个消费者数据接入端口 ，用于连接网络中的多个节点。 这样，为了使得通过网络的分组通信对于故障可复原，物理层链路聚合协议和快速信道故 障检修测算法可操作用于彼此协作并且用于响应于故障使能网络的自动故障恢复。
在执行前述实施例中，可以包括多种系统和/或方法的方面。这些方面可以直接 或间接涉及物理层链路聚合协议、快速信道故障检测算法以及负载均衡。
例如，物理层链路聚合协议通常包括通过逻辑地组合链路以结合起来作为单个 虚拟链路进行操作来创建链路聚合组，以增加容量。快速信道故障检测算法优选地从对链 路聚合组中的所有链路的故障状态检测扩展到对每链路故障状态检测。每链路故障状态检 测为物理层链路聚合协议中所涉及的网络中的每个链路提供单独的端对端状态。因此，除 非参与链路聚合组的所有链路都失败，否则所述链路聚合组维持"好"状态状况，但是以减 小的容量维持，并且当故障链路中的任何故障链路恢复时，容量相应地增加。故障恢复包括 促使物理层链路聚合协议将分组流量流重新分配给保持在"好"状况中的链路聚合组成员， 并且使流量流还原到恢复为"好"状况的链路中并且重新加入链路聚合组。此外，快速信道 故障检测算法在故障检测中是自治的，因为其独立于其它网络系统故障指示，并且其不知 道将有效载荷传输通过网络所需的跳数。优选地， 一旦与任何故障链路聚合成员相关联的 故障状况消失，流量流就被还原到该故障链路聚合成员。因此，物理层链路聚合协议是动态 的。此外，因为层1实施方式，所以物理层链路聚合协议是与特征无关的(例如，独立于MAC 或IP地址)。 优选的，物理层链路聚合协议和快速信道故障检测算法被实现在数据接入卡中， 以影响与数据接入卡相关联的端口的配置，包括选择端口聚合以创建端口的逻辑组合。优 选地，数据接入卡包括用于执行与结合的物理层链路聚合协议和快速信道故障检测算法 相关联的功能的引擎。该引擎被实现在逻辑电路、FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专 用集成电路)中。 此外，优选地，物理层链路聚合协议被执行用于结合负载均衡进行操作，其中，为 了负载均衡，每个帧或每个帧群组被分段并且与一特定链路聚合组相关联。例如，所述分段 是在字节、字或帧的边界上、基于链路聚合组中的链路的容量或速度或它们的任意组合来 一致地执行的。对于在帧或帧群组上执行的每个分段，重新装配被相应地执行，以重新构建 该帧或帧群组。每个分段和其相应的重新装配被配置为针对类似边界。此外，每条链路具 有发送端和接收端，并且当分段被应用在发送端时，其相应的重新装配被应用在接收端，以 便维持发送端和接收端处的流量流的基本对准。发送端和接收端协作来串行地、并行地或 以交织模式处理帧或帧群组。 在执行各种实施例中，网络可以是无线通信网络。在这样的情况中，网络包括多个 节点之间的无线链路，每个节点具有与其相关联的发送状态和接收状态。在特定节点处的 发送状态是对在与此特定节点无线链接的另一远端节点处的接收状态的反映。
在一个代表性实施方式中，快速信道故障检测算法格式化具有扩展头部字段和头 部完整性字段的分组，扩展头部字段包含接收状态信息。完整性字段包含诸如计算出的校 验和(CRC)之类的对完整性的标记。对从其导出发送状态的接收状态的反映是从接收自远 端节点的分组的接收状态得出的，其中，特定节点中的故障基于与其相关联的接收和/或 发送状态是否为坏来确定。快速信道故障检测算法可以独立于被传输通过网络的分组中的 有效载荷的存在，并且在不存在有效载荷时，其插入保活分组以维持链路状态。快速信道故 障检测算法基于网络流量负载以预定速率插入保活分组。快速信道故障检测算法可操作用 于提供具有错误复原性的无线操作，并且其中，可能的连续错误分组的数量被调节以滤出 包括比预定数量少的这样的分组的错误突发。快速信道故障检测算法在检测到预定数量的 具有有效完整性的连续分组时确定"好"发送或接收状态，对所述有效完整性的标记是计算 出的校验和(CRC)。 如上所述，优选地，快速信道故障检测算法是硬件辅助的并且可操作用于提供网 络端对端故障检测和恢复。快速信道故障检测算法独立地发现在发送方向或接收方向上的 故障，并且在一个方向上的故障不能防碍相反方向上的流量流。当存在流量对准错误、超过 分组停工时间以及超过分组完整性错误阈值中的一种或多种时，快速信道故障检测算法确 定存在故障状况。快速信道故障检测算法在检测到故障和错误的存在时继续进行操作。
总之，如在此说明的，各种实施例利用物理层链路聚合、扩展快速信道故障检测和 负载均衡提供了可复原分组通信。各个实施例的这些和其它特征、方面和优点从此处的描 述、所附权利要求和之后描述的附图将变得更好理解。


说明书中所结合的并且构成说明书的一部分的附示出多种实施例的多种方 面，并且与描述一起用于说明与其相关联的原理。方便起见，在所有示图中相同的标号将用 于指代相同或相似的元件。 图1是现有吉比特以太网数据接入卡(DAC)的框图。 图2A是示出现有DAC内的处理引擎中所使用的开销的框图。 图2B是示出保活消息(ke印-alive message)插入的状态图。 图3A图示出物理层链路聚合配置程序的用户界面。 图3B是示出利用了物理层链路聚合的链路冗余配置的示图。 图4是图示出用于DAC-GE中的快速信道故障检测的基于FPGA(现场可编程门阵 列)的实施方式。 图5图示出用于RCFD的增强型以太网分组封装。
图6图示出分组流量对准。 图7图示出穿越DAC-GE和两个RAC中的两个无线电信道的以太网数据流的分解 和构建。 图8是具有修改的吉比特以太网数据接入卡(DAC-GE)的被配置用于物理层链路 聚合的无线网络配置。 图9是具有用于物理层链路聚合的DAC-GE的多节点无线网络配置的示图。
图10是在经由TDM总线对一对0DU进行DAC-GE输送的具有FPGA的物理层链路
9聚合的框图。
图11是链路聚合有效载荷重新分配的状态图。 图12是在DAC-GE中的FPGA的载波链路部分的框图，该示出了最终用于针对
每个虚拟容器的快速故障检测的开销信息的插入和提取。 图13是用于快速信道故障检测和恢复的方法的流程图。
具体实施例方式
下面的描述是在本申请的上下文环境中并且要求其使得本领域普通技术人员能 够制造和使用所要求的发明的条件下提供的。对所描述和示出的实施例的各种修改是可能 的，并且在此定义的各种一般的原理可以应用于这些和其它实施例。因此，所要求的发明与 符合在此描述的这些原理、特征和技术的最宽范围一致。 —般而言，各种实施例涉及诸如具有载波级别基础设施的无线通信网络之类的网 络中的数据通信。为了提高它们的性能，这样的网络可以依赖可复原无线通信技术。这例 如应用于通信网络的扩展容量、冗余、负载均衡、复原性、可靠性、响应时间和易管理性。
在分离安装(split-mount)的无线无线电系统(诸如来自Morrisville， NC的 Harris Stratex Networks, Inc.的Eclipse(TM)平台)中，经由室外单元(0DU)来提供链 路。在这样的无线无线电平台的实施方式中，节点通常包括DAC，以帮助它们之间的通信。 因此，用于实现改善的性能的设计可以包括对现有DAC进行修改。 为了进行说明，图1是现有DAC的框图。如图所示，无线网络中用于递送有效载荷 的物理链路可以包括具有诸如物理层链路聚合引擎、主干接口、调制器/解调器、中频(IF) 接口、ODU和天线之类的物理媒介部件的载波信道。因此，DAC中的建立块提供了层2交换 能力、有效载荷传输和配置、功能监视和控制。在消费者吉比特以太网端口 101中接收的以 太网数据流有效载荷被物理层数字处理部件102处理。层2交换机111在开放系统互联 (OSI)参考模式的数据链路层(层2)进行操作。为了从物理数字处理部件102转发以太网 数据流，交换机lll分析它们的源和目的地媒体访问控制(MAC)地址并且判断将要递送有 效载荷的输出端口 (例如PO. . . 3)。 对于有效载荷递送，除了上述信息以外，外部和内部虚拟LAN信息、流量优先级、 配置的吞吐量和缓存容量也起作用。利用这些信息，交换机111应用策略、调度和/或整形 算法来确定每个分组应当占用的路径和优先级以及其是否应当被消费、转发或丢弃。为此 目的，交换机111包括与交换机111的转发引擎有通信关系的整形器112。整形器用于对被 转发的数据流进行整形，包括在对准(aligning)数据流中遵从流量规则以及对流量进行 调度。整形器112可以包括用于对消息进行分类的队列以及用于计算发布时间的调度器。
数据链路层可以是0SI模型或者TCP/IP基准模型的层2，并且因此，其对来自网络 层(层3)的服务请求进行响应并且向物理层(层1)发布服务请求。这是提供用于相邻节 点之间的数据传送的功能性并且程序性手段的层，并且其可以提供用于在物理层中可能发 生的错误检测和校正。某些数据链路协议可以包括握手或接收以及接受确认以及校验和验 证，以增加可靠性。数据链路层被分成媒体访问控制(MAC)子层和逻辑链路控制(LLC)子 层。对于每种物理设备类型，MAC子层利用MAC地址。在LAN或者其它网络中，MAC地址是 节点的唯一硬件标识符，对应关系表涉及节点的IP地址；并且在以太网LAN上，其与节点的以太网地址相同。 为了实现分组处理功能，DAC —般包括处理引擎108，例如基于FPGA、ASIC或CPLD 的处理引擎。特别地，当分组通过端口 P6/P7被递送给传输信道TC1/TC2时，处理引擎108 将分组转换成适当的块(具有相关联地时隙)。这些块由主干接口 IIO和无线电链路(一 条或多条)60承载。虽然传输信道的数量和载波时隙(具有独立定时)在DAC中是可配置 的，但是现有实施方式利用开销信息来解决载波间可能的时钟变化。 图2A图示出现有技术中DAC内的处理引擎中所使用的开销。在一个实例中，处理 引擎是基于现场可编程门阵列(FPGA)的双传输信道分组处理构件。然而，基于FPGA的处 理弓I擎配置可以用任何适当的逻辑电路来替代。 如图所示，在无线发射(TX)方向，当以太网分组到达TC1或TC2时，基于FPGA的 处理引擎108中的开销插入模块202对其应用高水平数据链路控制(HDLC)-如封装。分段 处理由反向复用器210来实现，反向复用器210将到来的分组分成配置数量的分段，并且将 它们与将被用于传输(带宽分配)的时隙和虚拟容器(链路)相关联。此插入的开销(封 装)考虑到了多个分组与时隙的随后的同步。这些分段通过主干接口被传送到无线电接入 卡(RAC)35、37， RAC35、37通过无线链路来传送它们。当不存在有效载荷时，字节同步空闲 填充被插入206传输信道流。 在无线接收(RX)方向，RAC将经由链路从室外单元(ODU)接收包含多个分段的帧 以及被用于传输以太网有效载荷的时隙。这些分段经由主干接口 IIO被传送到DAC。 DAC 中的复用器(MUX)212基于来自存储器222的时间_数据索引信息来重新装配来自多个分 段的原始以太网分组。为了保证分组的完整性，字节同步阶段被提出。前述的开销信息被 用于偏移用于传输的各个独立分段可能具有的任何时钟差，有效地将它们对准回原始分组 布局。在传输信道中存在的任何空闲填充(idle fill)被移除208，因此其再不会达到层2 交换机(项lll，图l)。然后封装被移除204，并且利用TC1和TC2接口，分组被传送到层2 交换机。 图2B是示出插入保活分组操作的状态示图。如图所示，在检测到信道空闲状况 后，故障检测算法从待命状态402转变成空闲状态404。在空闲状态402中并且在保活定时 器期满406之前，分组填充继续。当有效载荷准备好再次转变时，算法转变成待命状态402。
因为保活分组仅仅在信道为空闲时才插入，所以因此分组的开销量是最小的。由 这些分组引起的延迟非常小并且几乎不能检测到，因为这些分组的大小太小了。在最糟的 情形中，已准备好并且等待传送的新分组将因插入的仅仅一个保活分组而被延迟，假定在 此流量状况下，新分组的到达与保活插入定时器的期满相匹配。 利用多个物理链路来在节点之间传输数据流量的方法一般旨在实现增加的链路 可用性以及带宽，而同时避免回路信息等。因此，当链路聚合组(LAG)被创建时，独立物理 链路被结合成组以作为单个虚拟链路(单个逻辑链路)的成员进行操作。如所提到的，DAC 包括多个端口、虚拟容器(时隙)和链路聚合或端口会聚，链路聚合或端口会聚涉及对端口 和/或虚拟容器集合进行逻辑成组，以使得两个网络节点能够利用多个链路来互连。
图3A图示出物理层链路聚合(端口)配置程序的用户界面。可以看出，端口聚合 的选择可以创建各种逻辑成组的端口。这样的端口逻辑成组增大了网络节点之间的链路容 量和可用性。
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传统上，链路聚合可以在协议层级中的不同水平处实现，并且依赖于0SI水平，其将利用不同信息来建立，其中，帧(或其分段)将通过不同链路来传输。层2链路聚合实施方式利用了源和目的地二者的MAC地址。层3实施方式利用了相应的IP地址，并且更高层的实施方式可以利用逻辑端口信息和其它层相关信息。虽然层1、层2或层3解决方案中的任一个可以被实现，但是这些解决方案中仅有一种解决方案可以配置在经由软件配置(例如利用用于判断哪种方法将被激活的控制代码或其它手段)的特定安装中。因为设备可以配置有所有这三种方法，所以在本领域中可以激活层1、层2、层3三种解决方案中的任一种。 然而，一般而言，在传统基础设施中，负载均衡没有被优化，因为有可能所有帧都在一个传输信道或另一信道上完成。此外，此分布是依赖于帧的特征(例如MAC地址)的。实际上，在链路故障的情况下，全部链路聚合都与失败绑定并且停止承载流量。并且，因为层2解决方案由于不能最优化负载均衡而不能解决复原性和冗余性问题，所以这些问题可以利用层1链路聚合来解决更好。 因此，在此实例中，可复原无线物理层链路聚合(RWPLLA)是层1解决方案。具体地，层1链路聚合与快速载波故障检测(RCFD)算法以及必要的内务处理(houseke印ing)功能相结合，以便产生RWPLLA。 固有地，层l解决方案具有另外的优点，即单边(单向)故障检测和对故障的较快速的反映时间。此外，因为物理层表示真正物理连接，所以其不依赖更高层的特征(例如，帧的MAC/IP地址特征)来递送帧。即，数据传输是与特征无关的，并且因此层l链路聚合也是与特征无关的。另外，故障检测和物理层链路聚合比前面的解决方案要求较少的开销。此外，某些实施方式可以在链路聚合包内提供与特征无关的负载均衡并且在参与载波间提供载波级别冗余，如图3B所示。 对于层l链路聚合，每个组具有物理链路(载波)成员，并且是与特征无关的，所以此方法中不需要利用于各个组的成员相关联的密钥。而且，优选的RCFD和恢复作为硬件辅助RCFD和恢复而被实施，并且其利用每链路(或者每载波)状态方法，而不是全局状态方法。载波包括用于执行数据流的物理媒介，其中，不同的数据流集合(数据容器)可以由相同的物理媒介来承载。 注意，连接、载波、链路、信道等可以指代逻辑连接、物理连接或者二者。在链路聚合的上下文环境中，这些可以被总体称为"链路"，并且成员为链路、信道或载波的链路聚合组通常可以被称为"传输信道"或"干线"。 基于前面的说明，为了实现改善的性能，一种方法是修改诸如上述DAC之类的数据接口卡。经过修改的DAC的多种实施例可以在新的以及现有的诸如Eclipse 之类的无线通信平台中配置。在多种示例性实施例中，提出了一种经过修改的吉比特以太网卡，其称为"DAC-GE"。 如在2006年2月10日提交的序号为11/351， 983的美国专利申请中所描述的(该专利申请通过引用被结合于此)，结合RCFD算法的层1链路聚合提供对层2链路聚合的改进，虽然二者都可以包括作为RCFD算法的基础的原理。优选地，RCFD算法针对每个参与载波采用单独的端对端状态，以便检测与DAC-GE上的传输信道相关联的单个载波中的故障。虽然故障检测可以以每载波为基础来进行，但是内务处理和重新配置可以基于单独的载波状态结果来集体进行。 图4图示出在被设计用于执行前述功能(所示出的实施例有一些具有与图2的DAC相似标号的共同元件)的DAC-GE(经过修改的DAC)41中的处理引擎109。注意，虽然优选设计在基于FPGA、CPLD、ASIC的处理引擎或其它逻辑电路中采用了硬件辅助的实施方式(这些实施方式被集体称为"基于FPGA的处理引擎"或者简单称为"处理引擎")，但是处理引擎的其它配置是可能的。 如所执行的，载波(物理链路)的健康在扩展头部中被传送到链路两侧的(例如，无线通信链路每端的)节点。具体地，在每个节点处，在DAC-GE 41中的处理引擎109使得扩展头部保持有TX和RX状态信息。RX状态是基于从流量对准指示器714获得的信息以及所接收到的分组以及它们的完整性来计算的。TX状态是对在所接收到的分组的头中传送的远端节点的RX状态指示器的反映。在此设计中，可配置寄存器集合允许系统行为的调整，以满足特定载波级别规范。 这些寄存器有保活插入速率、分组接收停工时间、CRC(循环冗余校验)有效确认阈值以及CRC错误阈值。保活插入速率寄存器704表示在插入保活分组之前分组插入引擎将要等待的以微秒计的速率(在空闲流量情形下)。分组接收停工时间寄存器710表示在宣布空闲RX停工时间之前接收引擎等待分组的微秒数。CRC有效确认阈值711表示要被接收以便将RX状态从坏变为好的连续好CRC分组的数目。CRC错误阈值709表示要被接收的以便RX状态从好变为坏的连续坏CRC分组的数目。这两个可配置的CRC寄存器提供了滞后作用，以避免以少量错误进行的坏_好状态摆动。 通常，封装成在TC1或TC2上接收到的以太网帧的"类HDLC"分组结构的DAC用于同步目的。然而，为了实现改进的具有RWPLLA和RCFD的性能，不同分组结构被提出为增加了头字段扩展，以使得冗余和状态信息可以被传送而不会有太大开销。额外的头部字段传送RX状态，并且CRC(校验和)保证头部信息的完整性。 图5示出提出的头部字段扩展501以及有效载荷字段298旁边的CRC字段503。扩展头部字段501包括接收和发射(TX， RX)状态信息。 流量对准意在维持已经被分成分段并且需要被适当地重新构建的分组的完整性。如图6中所示，例如，分组的比特流被分段为第一字节('5')进入第一容器，第二字节('10')进入第二容器，等等。在此示例中具有四个容器，第五字节('78')也进入第一容器并且第一字节被推到右边。 图7图示出在具有双信道配置的节点中执行的对数据流的分解和重新合成。对于这样的配置，节点可以包括双信道DAC-GE，双信道DAC-GE经由T匿总线与一对无线电接入卡(RAC1和RAC2)连接。TX/RX载波，即TC1和TC2，从/向DAC-GE中的处理引擎108接收/发送以太网帧。当接收到外出数据流(TX数据流)时，反向复用器601将此TX数据分解成四个分段，创建四个数据流(la、2a、3a、4a)的容器。T匿总线603传送分解的TX(四个数据流)，其中这四个数据流的两个进入第一 RAC (RAC1)，并且另外两个进入第RAC (RAC2)。在这些RAC中的每个中，各个复用器604、606从两个数据流(分别为la、2a和3a、4a)的组合装配空帧(air frame)。每个RAC中的调制器608和610对各个空帧进行调制并且经过调制的空帧(无线分组)被分别发送给0DU1和0DU2，以便无线发送。也就是，在双信道配置中，TX数据流在两个部分中被发送，一个部分(分段la、2a)通过RAC1，并且第二部分(分
13段3a、4a)通过RAC2。 对于进入(RX)数据流，0DU接收单独的无线分组部分，并且各个解调器609和611将他们解调以重新创建空帧。经过解调的空帧中的每个被相应的反向复用器605和607分解成两个分段，即分别为lb、2b和3b、4b。这些分段经由T匿总线603被传送给DAC-GE，以被复用器602重新组合。 用于重新组合原始TX数据流的现有技术要求所发送的数据流的所有部分都存在并且被对准，以便重新组合原始TX数据流(S卩，以便允许适当重新组合以太网帧)。进入的数据流是"与特征无关"的，因为它们不具有诸如MAC地址之类的任何层2属性。因此，如果物理链路中的一个链路发生故障，系统可以释放与此链路相关联的所有有效载荷，因为没有方法能够快速知道哪个链路发生故障。物理链路故障将妨碍数据流的重新构建，并且对于此数据损失，其将使得通信系统不完善或者甚至不能操作。 然而，对于诸如此硬件辅助的基于FPGA的物理层链路聚合引擎的DAC-GE之类的经过修改的DAC，当物理链路故障发生时，这样的引擎可以将数据流改向到其余链路(链路聚合组的其余成员)。由这样的物理层链路聚合引擎管理的RCFD是基于端对端、每链路状态监控的，并且引起最小的通信中断。此硬件辅助的、对各个链路的快速故障检测可能在一段时间中会增加其余可操作链路的负载，但是其将可操作用于保留节点之间的连接性并且允许对基本上所有发送数据的连续接收。 如之前所注意到的，利用多个物理链路来在节点之间传输数据流的方法通常旨在实现增加的链路可用性和带宽并且同时避免回路信息(例如，以当利用两条无线电链路时的速度的两倍进行操作的能力)。然而，现有系统中的检测和交换通常将在100ms内做出；并且利用标准消息传送方法时故障恢复将会花费数秒。因此，为了实现或胜过载波级别以太网传输信道标准，链路聚合依赖于快速故障检测和恢复。 有利地，与通常将花费数秒的标准方法比较，结合硬件辅助RCFD算法的RWPLLA允许数百微妙内的故障响应和恢复。结合快速信道故障检测算法的LAG的冗余特性可操作用于使流量在其余可靠物理链路之间改道。分组的交换和排队由驻留在层2交换机的整形引擎中的链路聚合控制任务重新组织。因此，DAC-GE中的物理层链路聚合引擎优选地包括RCFD引擎和前述层2交换机以及整形引擎。关于此引擎的更多细节和故障检测及恢复将在下面提供。 然而，首先，图8图示出了无线通信网络(诸如基于前述Eclipse (TM)平台的网络)中经过修改的DAC的配置。所图示出的EclipseTM无线通信系统包括两个节点，每个节点具有分离安装的配置，该配置包括智能节点单元(INU)30、31，分别可操作与双0DU 45、47以及46、48连接。INU包括DAC-GE和RAC1和RAC2(未示出)，用于影响如上所述的节点之间的数据流的通信。以太网数据流经由以太网连接101在每个INU和外部数据装备27、29之间传送。有利地，所图示出地无线通信系统可配置用于链路聚合，其中无线数据流量利用了两个节点之间的两个无线电路径60和62。 值得注意的是，RCFD算法对错误传播是可复原的并且消除了不必要的切换。因为链路故障或衰退状况的快速检测，无线通信系统将快速地切换到单条链路(60或62)。
另外，利用RCFD算法的每链路单向故障检测能力，具有物理层链路聚合的系统通过使得全部链路吞吐量可用在一个方向而在另一个方向上只利用有限的吞吐量(由于单
14向链路故障)将具有不对称行为。这是视频广播系统或者大量利用广播或多点发送或在本质上不对称的其它应用的情况。 在下一示例中，如图9中所示，无线通信系统包括至少三个节点。在节点30、31、32中的至少两个中的INU中配置DAC-GE 41、43。 DAC-GE包括增强故障检测和恢复而不危机吞吐量的功能，例如，提供50ms以下的故障响应时间。DAC-GE与一侧的消费者数据流27、29连接，并且在另一侧具有无线电接入卡(RAC)33、35、37、39。在诸如EclipseTM之类的分离安装的系统中，来自每个RAC的数据通过无线链路60、62、64、66流到ODU (例如，45、47、49、51)中的各个ODU。如前所述，当链路聚合组(LAG)被创建了时，另外的独立物理链路60、62或者64、66分别被结合到LAG,以作为单个虚拟链路(单个逻辑链路)的成员进行操作。
注意，在节点30和32之间可以有多跳。然而，跳数对于DAC-GE的故障检测和恢复操作是无关紧要的，并且它们有益地辅助网络端对端故障检测和恢复。
此外，虽然故障检测和恢复路由和交换可以发生在数据链路层(层2)或者更高层的OSI模型，优选地，故障检测操作在物理层(经由RCFD的层1)处执行并且恢复操作在数据链路层(经由层2交换机和整形器)处执行。虽然数据链路层负责环中的各个分段的完整性，但是物理层对于监控物理信道的完整性的更快的机制是更优的并且检测网络中任何端到端的故障。例如，物理层可以在预定时间阈值一旦达到时快速地检测没有进入数据流，并且重新定义系统的拓扑(学习替代端口的MAC地址)。这与快速生成树协议是不一样的，但是某种程度上与快速生成树协议是相似的。 为了进一步说明前面的描述，图10中的框示出了 DAC-GE和两个单独的RAC之间的连接，以允许从单个DAC-GE 41到双ODU 45、47的连接。在INU中，TDM总线110提供主干，通过该主干，诸如节点控制卡(NCC)21、DAC-GE 41和RAC 33、35之类的各种卡被连接。NCC包括处理器115并且用作总线主控器，总线主控器控制由通过包括DAC-GE卡41在内的各种卡的接入。通过消费者连接端口 (吉比特以太网端口)IOI，DAC-GE与消费者数据系统通信，并且RAC 33、35连接在DAC-GE 41与无线前端、ODU 45和天线23之间。
如另外示出的，FPGA 109驻留在DAC-GE卡41中，并且其功能被提供用于帮助物理层链路聚合、载波故障检测、流量在其余可用载波之间的重新分配。在节点控制卡(NCC) 21中的CPU 115执行监控功能，该监控功能重新配置交换机111使其具有其余可用载波的新能力。流量经由DAC-GE卡中的交换机被分配，并且NCC中的CPU进行此重新配置。换句话说，DAC-GE卡上的交换机在NCC卡中的CPU的控制下基于FPGA的操作(故障检测等)来被动态重新配置。 每个传输信道具有不止一个虚拟容器的值得分配给他的容量(由于逻辑成组的链路的原因)。在本示例中，每个容器可以使用独立的链路(诸如无线电链路)来传输有效载荷，并且每个传输信道的容量可以是2X 155Mbps的容器。在此情况中，因为链路聚合是在物理层做出的，所有在不同链路上的帧分配中没有使用特定的信息，并且没有来自层2交换机的干涉。层2交换机实际上没有注意到这样的事实，即有效载荷被分离到两个不同的链路。层2交换机可用的信息局限于传输信道容量，交换机将根据此传输信道容量来对流量有效载荷(即，发送速率)进行整形。 为了负载均衡，被提供给发送(TX)端处的FPGA的每个帧优选地被均匀地，或者替代地，基于传输信道的容量或速度而分离(分段)。可以在字节、字、分组或其它合适的边
15界上进行分段，只要TX和RX端对准(RX和TX都被针对相同边界而配置以使得在所有情况 中帧都被很好地分界)即可。虽然在TX端处帧被分段，但是在接收端，帧分段被重新装配 (利用适当的对准，例如，如图7B中所示)以产生原始帧。 在一个实施方式中，TX和RX两端排他性地一次处理一个帧。在这样串行操作中， 可以执行一次或多次反复。即，当分段的数目大于载波的数目时，传输所有分段可能要求不 止一次反复，因为每个分段被分配给一个载波。在另一实施例中，不止一个帧被同时传输。 在这样的并行操作中，通过从总载波库中为多个帧的分段中的每个分配一个载波的子集， 多个帧的分段可以同时被处理。 在故障事件中，帧分段、重新装配以及重新组织帧的能力有助于所希望的复原性。 对于这样的复原性，即使任何载波发生故障，其余信道也可用于传输此帧(即，有效载荷流 量可继续利用其余容量)。 优选地，用于实施与特征无关的链路聚合的FPGA被设计为应用扩展故障检测。特 别是，故障检测从RCFD —次对所有载波(即，整个传输信道)的应用扩展到RCFD的每载波 的应用算法。对于每载波RCFD，可以检测并隔离出单个载波故障，并且之后，当载波恢复时， 它们可以单个地返回在线。可以利用附加在帧上的载波状态来建立故障。针对每载波方法 和针对全部传输信道的(全有或全无，all-or-nothing)方法的各个状态判断具有共同的 故障检测步骤。然而，在每载波方法中，一旦每个单个载波的状态被确定，则针对全部传输 信道的状态判断就可通过OR计算或其它适当操作对单个载波状态进行组合来导出。因此， 只有所有载波都发生故障，全部传输信道的状态才会变成"坏"，否则，其保持为"好"。这与 "全有或全无"方法不同，在"全有或全无"方法中，如果载波中的一个发生故障，则全部传输 信道都变为"坏"，并且全部物理层链路聚合崩溃并且停止递送帧流量。
图11是图示出由DAC-GE执行的检测网络拓扑的活动端口中的一个活动端口中的 链路故障的RCFD链路故障和恢复的状态图。另外，此状态图还示出当故障的链路被恢复时 所执行的步骤。重要的是要提到，在某些网络中，在检测到链路恢复之后，最初的拓扑不能 再被恢复。如图所示，当以每载波为基础的RCFD应用没有揭示出一个或多个载波的故障 时，从待机状态操作910的状态转变1设计将相关联的数据结构标记为'不可使用'(它们 的状态为"坏")920。随后，有效载荷流量在其余载波间重新分配922，并且整形器(交换机 部件)将帧发送速率调节到基于减小了的流量容量924的其余容量。当RFCD的每载波应 用揭示出载波恢复时，状态转变2设计将相关联的数据结构标记为'可用'(它们的状态为 "好")930。随后，有效载荷流量在增大了数量的载波间重新分配932，并且整形器基于增大 了的流量容量来增大帧发送速率934。 在一些实施例中，故障检测算法的要求中的一个要求是独立于信道中有效载荷流 量的存在。为了能够满足此要求，该算法被设计为检测有效流量的不存在(空闲)，并且插 入维持链路状态的保活分组。保活分组的格式基本与通常的有效载荷格式相同，但是没有 有效载荷分段，并且其传送同样的状态和完整性信息。 在解决各种流量状况下的复原性中，用于RWPLLA的DAC-GE设计包括前述用于检 测单个载波中的故障的RCFD算法的执行。RCFD算法的设计包括大量可能的考虑，一些考虑 比其它考虑更重要些。 一种这样的设计考虑是与现有吉比特以太网卡架构的向后兼容。还 希望将此算法设计成对于噪声和小错误突发具有复原性。例如，如果无线电链路发出不能校正的帧，则传输信道状态应当不能改变，即，单个分组错误应当不触发状态改变。
此外，优选地，使得快速信道故障检测算法是端对端解决方案。也就是，该算法应 当对于传输信道所要求的跳数是不知情的，以便使得有效载荷通过无线电链路(存在重 复)。而且，快速信道故障检测算法应当独立解决任一方向中的故障(即，单向故障)。
无线电链路由于自然条件会发生衰弱和老化并且它们通常是双向的，但是硬件故 障可能不是这样的。例如功率放大器、发送(TX)或接收(RX)合成器的故障将导致单向故 障。该算法应当能够在发送或接收方向独立检测并表明故障何时发生以及是否发生。某些 应用可能从使得单向流量仍然能够通过的可能性中受益。例如，链路聚合可能从使得两个 信道在一个方向上发送并且仅在一个上返回而从中受益。 此外，快速信道故障检测算法优选地在故障检测中是自治的，因为其不依赖于系 统中可用于确定故障的其它警报和信号。这样的算法还独立于有效载荷流量的存在。
除了是自治的以外，快速信道故障检测算法优选地被设计为自动从故障恢复。例 如，如果在故障发生之后，用于执行故障检测的协议保持操作(试图重新建立与远端的通 信)，则其能够在链路恢复时自动恢复。 除前面说明的以外，一个有代表性的设计要求是快速(优选地，在50ms以下)故 障检测能力。为此，优选地，在此快速信道故障检测算法中不涉及配置和管理处理器，并且 不使用在链路中存在的带外网络管理系统(NMS)开销信道来传送决定信息或状态。另外， 该算法被设计为尽可能利用最少量的带宽(开销)来执行其功能。再次，此协议优选地被 具体化为硬件辅助协议实施方式。以太网帧封装因此被设计用于适应这些要求。具体地， 头部字段扩展的添加允许冗余和状态信息在没有过多额外的开销的情况下被传送。额外的 头部字段传送RX和TX状态信息，并且提供头部信息的完整性校验。 关于状态，图12是DAC-GE中的FPGA(现场可编程门阵列)的载波链路部分的框 图。在本实施例中，载波链路状态分组(CLPS) 730是以规律的时间间隔被插入以太网帧中 的小分组，并且利用HDLC类分组结构的填充规则来避免干扰真的有效载荷。CLSP插入时间 间隔依赖于CLSP插入速率717，从而使RCFD算法可以独立于载波信道中的有效载荷流量 的存在。插入发生在有效载荷流量存在或不存在时，并且CLSP作为特殊签名出现在可以在 链路的远端容易检测的帧内。因此，针对链路各端的载波TX和RX状态信息被FPGA保存在 DAC—GE中。RX状态是基于从CLSP分组得到的信息以及其完整性(例如校验和)而计算出 的。载波TX状态是对CLSP中传送的远端载波RX状态指示的反映。全部传输信道的状态 是所有载波信道的状态和。如进一步所示出的，在此针对每个载波信道(虚拟容器)的实 施例中，存在可配置的寄存器集合，以将系统的行为调节到满足载波级别规范。这些寄存器 包括载波链路状态分组插入速率寄存器717、完整性有效确认阈值寄存器725和完整性错 误阈值寄存器726。 除了独立于有效载荷流量的存在或不存在，RCFD算法可以发现，TX故障检测中的 单向链路故障独立于RX故障检测。图13是图示出优选故障检测和恢复算法的流程图。此 算法示出RCFD算法包括TX和RX状态更新和恢复状况。 最初，缺省状态值指示RX和TX为坏1002。随后，可以利用大量状况来检测错误， 这使得坏状态无限延长或者将好状态转换成坏状态。这些状况的示例有超过分组接收停工 时间和完整性错误检测阈值。在接收方向，期望无线发送的帧到达RAC 1004。如果没有帧的时间间隔1010超过预定的帧接收阈值，意味着其达到分组接收停工时间状况1012，则TX 状态被设定成"坏"，并且完整性状态被设定为"好"1006。分组接收停工时间状况表明存在 不希望的没有分组接收的长时间段。然而，如果帧被即时接收1004，则这些帧可以包含多个 分组分段以及相关联的时隙，该时隙结合传送有效载荷来使用。 虽然这里没有示出，但是改善分组的完整性的一种方式是通过字节同步，字节同 步利用开销信息来偏移各个独立链路用来有效传输(将分组对准它们的初始布局)有效载 荷的时间差。如果此对准失败，则流量对准错误可以用作表明本地接收机尚未与远端发送 机同步的警报。 另一种或另外一种用于提高分组的完整性的方式是计算完整性值，例如CRC、校验 和或其它，并且将其与已知的完整性值进行比较(1014和1016)。如果计算出的完整性值 不与已知的完整性值匹配，则存在完整性错误并且完整性错误计数器被增大1018。如果此 完整性错误计数器超过完整性错误阈值1020，则此状况表明接收到的最后n个连续分组具 有完整性错误，并且因此，信道是不可靠的。在此情况中，n是可配置的参数，其将根据传输 信道容量而改变。如果完整性值是正确的(匹配找到)1016，则完整性错误计数器被复位 (设定=O)，完整性"OK"计数器被增大并且TX状态被设定为与分组状态相匹配1022。然 而，在宣布链路的状态为好之前，具有正确完整性的连续分组的数量(即，完整性"OK"计数 器)需要超过完整性"好"阈值。用于宣布载波链路状态为好的连续分组的数量通常小于用 于宣布载波链路分组状态为坏的连续分组的数量。这防止了振荡并且为转变的发生提供了 很好的信心水平。使得此阈值为可编程参数，允许系统管理员选择他希望用于好链路状态 的信心水平。因此，如果完整性"OK"计数器超过完整性"OK"阈值1024，则RX状态被认为 "好"1026，或者如果其最初为"坏"则转变为"好"。否则，如果其最初为"坏"，则宣布"坏"， 或者如果其最初为"好"，则其被转变为"坏"。另外的帧是期望的并且针对它们中的每个进 行周期性重复(在点"1")，除非基于在前帧的历史，状态最初可能是"好"或"坏"。
前述的停工时间或上面描述的错误状况中任何一个可以表明坏接收机(RX)状 态，并且为了宣布好RX状态，必须没有他们中的所有情况。RX状态(好或坏)将被添加到 与其传输信道相关联的所有分组头部，以此方式向远端节点通知当前的接收状况。TX状态 (在步骤1022中设定的)因此是对如通过具有好完整性的分组报告的远端节点RX状态的 反映。在坏分组中包含的远端RX状态被忽略。 为了满足载波级故障检测期望，故障检测算法的可配置的阈值和参数可以根据分 配给传输信道的不同容量来调整。例如，错误中连续分组的数量可以被调整以滤出错误突 发并且为错误检测提供信心水平。保活分组插入还可以依赖于所期望的流量负载被调谐以 实现更好的响应时间。为了高利用百分比，保活消息的使用将具有低发生概率，而在低利用 百分比中，这些消息将按惯例插入。 当然，如下情况是有益的和优选的一旦故障被检测到，算法就继续工作。对于此， 保活消息和CLSP的插入以恢复链路状态需要被维持，即使有效载荷流量已经停止在受影 响的传输信道中流动。这些保活消息将承载所有所需信息，以在导致故障的损害一旦去除 时就恢复到好链路状态。 总而言之，虽然以大量细节描述了多种实施例，但是结合有快速传输故障检测算 法和DAC-GE的可复原物理层链路聚合的其它版本和应用是可能的。因此，所附权利要求的精神和范围不应当被限制于此处包含的对优选版本的描述c
权利要求
一种用于提供网络中的可复原分组通信的方法，包括例示快速信道故障检测算法；例示用于分组通信的与所述网络的链路相关联的物理层链路聚合协议；以及将所述物理层链路聚合协议与所述快速信道故障检测算法相结合，其中，所述结合响应于所述网络中的故障，并且提供了所述网络的自动故障恢复，以便使得通过所述网络的分组通信对这些故障是可复原的。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法从对链路聚合组中 的所有链路的故障状态检测扩展到每链路故障状态检测。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述每链路故障状态检测为所述物理层链路聚 合协议中所涉及的所述网络中的每个链路提供单独的端对端状态。
4. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述物理层链路聚合协议包括通过逻辑地组合 链路以结合起来作为单个虚拟链路进行操作来创建所述链路聚合组，以便增加容量。
5. 根据权利要求2所述的方法，其中，除非参与所述链路聚合组的所有链路都失败，否 则所述链路聚合组维持"好"状态状况，但是以减小的容量维持，并且当故障链路中的任何 一个恢复时，容量相应地增加。
6. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述故障恢复包括促使所述物理层链路聚合协 议将分组流量流重新分配给保持在"好"状况中的链路聚合组成员，并且使流量流还原到恢 复为"好"状况的链路中并且重新加入所述链路聚合组。
7. 根据权利要求2所述的方法，其中，参与所述链路聚合组的链路是该组的成员。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，一旦与任何故障链路聚合成员相关联的故障状 况消失，流量流就被还原到该故障链路聚合成员。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述物理层链路聚合协议是动态的。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中，针对每条链路，所述物理层链路聚合协议经由 所述快速传输故障检测算法获得该链路的状态。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述物理层链路聚合协议和快速信道故障检测 算法被实现在数据接入卡中，以影响与该数据接入卡相关联的端口的配置，包括选择端口 聚合以创建端口的逻辑组合。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中，所述数据接入卡包括用于执行与结合的物理 层链路聚合协议和快速信道故障检测算法相关联的功能的引擎，所述引擎被实现在逻辑电 路、FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)中。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述物理层链路聚合协议是与特征无关的。
14. 根据权利要求1所述的方法，还包括将所述物理层链路聚合协议与负载均衡相结 合，其中，为了负载均衡，每个帧或每个帧群组被分段并且与一特定链路聚合组相关联。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，所述分段是在字节、字、分组或帧的边界上、基于所述链路聚合组中链路的容量或速度或它们的任意组合来一致地执行的。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中，对于在帧或帧群组上执行的每个分段，重新装 配被相应地执行，以重新构建该帧或帧群组，并且其中，每个分段和其相应的重新装配被配 置为针对类似的边界。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中，每条链路具有发送端和接收端，并且其中，当分段被应用在发送端时，其相应的重新装配被应用在接收端，以便维持发送端和接收端处 的流量流的基本对准。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中，发送端和接收端协作来串行地、并行地或以交 织模式处理帧或帧群组。
19. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述网络是无线通信网络。
20. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述网络包括多个节点之间的无线链路，每个 节点具有与其相关联的发送状态和接收状态，并且其中，在特定节点处的发送状态是对在与此特定节点无线链接的另一远端节点处的接收状态的反映。
21. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法在故障检测中是自 治的，因为其独立于其它网络系统故障指示，并且其不知道将有效载荷传输通过所述网络 所需的跳数。
22. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法格式化具有扩展头 部字段和头部完整性字段的分组，所述扩展头部字段包含接收状态信息。
23. 根据权利要求22所述的方法，其中，对从其导出发送状态的接收状态的反映是从 接收自远端节点的分组的接收状态得出的，并且其中，特定节点中的故障基于与其相关联 的接收和/或发送状态是否为坏来确定。
24. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法可操作用于满足独 立于被传输通过所述网络的分组中的有效载荷的存在的要求，并且在不存在有效载荷时， 其插入保活分组以维持链路状态。
25. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法以基于网络流量负 载的预定速率插入所述保活分组。
26. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法可操作用于提供具 有错误复原性的无线操作，并且其中，可能的连续错误分组的数量被调节以滤出包括比预 定数量少的这样的分组的错误突发。
27. 根据权利要求26所述的方法，其中所述快速信道故障检测算法在检测到预定数量 的具有有效完整性的连续分组时，确定"好"发送或接收状态，所述有效完整性的指示是计 算出的校验和(CRC)。
28. 根据权利要求22所述的方法，其中，所述头部完整性字段包含校验和(CRC)。
29. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法可操作用于提供网 络端对端故障检测和恢复。
30. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法独立地发现发送方 向或接收方向上的故障，并且其中，在一个方向上的故障不能防碍相反方向中的流量流。
31. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法确定一种或多种故 障状况的存在，所述一种或多种故障状况包括流量对准错误、超过分组停工时间以及超过 分组完整性错误阈值。
32. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述快速信道故障检测算法在检测到故障和错 误的存在时继续进行操作。
33. —种用于可复原无线分组通信的系统，包括 用于例示快速信道故障检测算法的装置；用于例示用于分组通信的与网络链路相关联的物理层链路聚合协议的装置；以及 用于将所述物理层链路聚合协议与所述快速信道故障检测算法相结合的装置， 其中，所述结合响应于网络中的故障，并且提供了网络的自动故障恢复，以便使得通过 网络的分组通信对于这些故障是能复原的。
34. 根据权利要求33所述的系统，还包括用于将所述物理层链路聚合协议与负载均衡 相结合的装置，其中，用于负载均衡的装置包括用于分段并且用于将每个帧或每个帧群组 与一特定链路聚合组相关联的装置。
35. 根据权利要求33所述的系统，其中，所述所述快速信道故障检测算法从对链路聚 合组中的所有链路的故障状态检测扩展到对每链路故障状态检测。
36. 根据权利要求35所述的系统，其中，所述所述快速信道故障检测算法从对链路聚 合组中的所有链路的故障状态检测扩展到对每链路故障状态检测。
37. 根据权利要求36所述的系统，其中，所述每链路故障状态检测为所述物理层链路 聚合协议中所涉及的网络中的每个链路提供单独的端对端状态。
38. 根据权利要求36所述的系统，其中通过逻辑地组合链路以结合起来作为单个虚拟 链路进行操作来创建所述链路聚合组，以便增加容量。
39. 根据权利要求36所述的系统，除非参与所述链路聚合组的所有链路都失败，否则 所述链路聚合组维持"好"状态状况，但是以减小的容量维持，并且当故障链路中的任何故 障链路恢复时，容量相应地增加。
40. 根据权利要求36所述的系统，其中，所述故障恢复包括促使所述物理层链路聚合 协议将分组流量流重新分配给保持在"好"状况中的链路聚合组成员，并且使流量流还原到 恢复为"好"状况的链路中并且重新加入所述链路聚合组。
41. 根据权利要求36所述的系统，其中，参与所述链路聚合组的链路是该组的成员。
42. 根据权利要求41所述的系统，其中，一旦与任何故障链路聚合成员相关联的故障 状况消失，流量流就被还原到该故障链路聚合成员。
43. 根据权利要求35所述的系统，其中，所述物理层链路聚合协议是与特征无关的。
44. 根据权利要求35所述的系统，其中，每个数据接入卡还可操作用于使能所述物理 层链路聚合协议结合负载均衡的操作，其中，为了所述负载均衡，每个帧或每个帧群组被分 段并且与一特定链路聚合组相关联。
45. 根据权利要求44所述的系统，其中，所述分段是在字节、字、分组或帧的边界上、基 于链路聚合组中链路的容量或速度或它们的任意组合来一致地执行的。
46. 根据权利要求44所述的系统，其中，其中，对于在帧或帧群组上执行的每个分段， 重新装配被相应地执行，以重新构建该帧或帧群组，并且其中，每个分段和其相应的重新装 配被配置为针对类似的边界。
47. 根据权利要求35所述的系统，其中，所述网络是无线通信网络。
48. 根据权利要求36所述的系统，其中，所述快速信道故障检测算法格式化具有扩展 头部字段和头部完整性字段的分组，所述扩展头部字段包含接收状态信息。
49. 根据权利要求35所述的系统，其中，所述快速信道故障检测算法可操作用于提供 具有错误复原性的无线操作，并且其中，可能的连续错误分组的数量被调节以滤出包括比 预定数量少的这样的分组的错误突发。
50. 根据权利要求49所述的系统，其中，所述快速信道故障检测算法在检测到预定数 量的具有有效完整性的连续分组时，确定"好"发送或接收状态，所述有效完整性的指示是 计算出的校验和(CRC)。
51. 根据权利要求48所述的系统，其中，所述头部完整性字段包含校验和(CRC)。
52. 根据权利要求35所述的系统，其中，所述快速信道故障检测算法独立地发现发送 方向或接收方向上的故障，并且其中，在一个方向上的故障不能防碍相反方向上的流量流。
全文摘要
为了满足载波级别以太网信道标准等，需要无线通信网络中的快速信道故障检测和恢复。因此，利用物理层链路聚合协议以及硬件辅助快速信道故障检测算法和负载均衡(优选与其结合)提供了可复原的无线分组通信。此功能可以在具有相应配置的引擎的吉比特以太网数据接入卡中实现。在具有各种拓扑的网络中，可以结合它们的现有协议来提供这些特征。
文档编号H04J3/14GK101796753SQ200880106060
公开日2010年8月4日 申请日期2008年9月8日 优先权日2007年9月6日
发明者曾超明, 瑟吉奥·里卡尔迪 申请人:哈里斯施特拉特克斯网络运行公司