一种网络方法及系统的制作方法

专利名称：一种网络方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统。更具体地说，本发明涉及基于节能以太网中端到端睡眠限 制的管理方法和系统。
背景技术：
通信网络，特别是以太网网络，正在成为用于交换各类应用的不同类型和大小的 数据的普遍使用方法。在这方面，以太网越来越多地被利用来传送声音、数据、以及多媒体 通信流量。相应地，越来越多的设备配置了以太网接口。包括由服务供应商提供的因特网、 电缆、电话和IP语音(VOIP)在内的宽带连接性，为增长的传输量提供支持，并且最近更加 迅速地迁移到以太网。对以太网连接性的更多需求是由向电子生活方式的转变所驱动的， 该电子生活方式包括台式电脑、手提电脑、以及各种便携式设备诸如智能手机和PDA。应用 程序诸如可以一天24小时、一周七天提供的搜索引擎、预订系统和视频点播已经变得越来 越受欢迎。随着日益增多的便携式和/或手持式设备能够支持以太网通信，电池寿命将成 为经由以太网通信所要考虑的一个问题。比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊端对于本 领域的技术人员来说是显而易见的。

发明内容
本发明涉及在节能以太网中基于端到端睡眠限制的管理方法和系统，以下将结合 至少一幅附图对其进行详细描述，并在权利要求书中给出更完整的介绍。根据本发明的一方面，提供一种网络方法，包括网络设备中的一个或多个电路执行如下步骤基于端到端睡眠间隔限制确定节能网络(energy efficientnetworking，简称 EEN)睡眠间隔的时间限制；以及将所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制传送给一个或多个其他网络设备，其中 所传送的时间限制用于限制所述一个或多个其他网络设备的节能网络睡眠间隔持续时间。优选地，所述方法包括所述网络设备基于所述端到端睡眠间隔的时间限制，通过 一个或多个用户输入、数据包报头信息和网络管理协议来接收信息。优选地，所述方法包括所述网络设备基于所述端到端睡眠间隔的时间限制，通过 一个或多个标准网络管理协议和非标准化网络管理协议来接收信息。优选地，所述方法包括所述网络设备基于所述端到端睡眠间隔的时间限制，通过 一个或多个音像桥接(AVB)、流预留协议(SRP)、资源预留协议(RSVP)以及简单网络管理协 议(SNMP)来接收信息。优选地，所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制是基于终端设备之间的跳跃点数 (a number of hops)而确定的。优选地，所述方法包括所述网络设备检验一个或多个数据包以确定所述数据包的数据类型和/或识别与端到端睡眠间隔限制相关的信息。优选地，所述方法包括基于所述网络设备处理的一个或多个数据流的延迟需求， 确定所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制。优选地，所述方法包括基于通过网络设备内特定端口传送的一个或多个数据流的 睡眠时间限制，为所述特定端口确定所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制。优选地，所述方法包括静态地和/或动态地配置所述网络设备，以利用所述节能 网络睡眠间隔的所述时间限制进行操作。优选地，所述方法包括通过网络管理接口配置所述网络设备的所述节能网络睡眠 间隔的所述时间限制。根据本发明的另一方面，提供一种网络的系统，包括网络设备中的一个或多个电路，其中所述一个或多个电路用于基于端到端睡眠间隔限制确定节能网络睡眠间隔的时间限制；以及将所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制传送给一个或多个其他网络设备，其中 所传送的时间限制用于限制所述一个或多个其他网络设备的节能网络睡眠间隔持续时间。优选地，所述一个或多个电路用于由所述网络设备基于所述端到端睡眠间隔的时 间限制，通过一个或多个用户输入、数据包报头信息和网络管理协议来接收信息。优选地，所述一个或多个电路用于由所述网络设备基于所述端到端睡眠间隔的时 间限制，通过一个或多个标准网络管理协议和非标准化网络管理协议来接收信息。优选地，所述一个或多个电路用于由所述网络设备基于所述端到端睡眠间隔的时 间限制，通过一个或多个音像桥接(AVB)、流预留协议(SRP)、资源预留协议(RSVP)以及简 单网络管理协议(SNMP)来接收信息。优选地，所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制是基于终端设备之间的跳跃点数 而确定的。优选地，所述一个或多个电路用于由所述网络设备检验一个或多个数据包以确定 所述数据包的数据类型和/或识别与端到端睡眠间隔限制相关的信息。优选地，所述一个或多个电路用于基于所述网络设备处理的一个或多个数据流的 延迟需求，确定所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制。优选地，所述一个或多个电路用于基于通过网络设备内特定端口传送的一个或多 个数据流的睡眠时间限制，为所述特定端口确定所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制。优选地，所述一个或多个电路用于静态地和/或动态地配置所述网络设备，以利 用所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制进行操作。优选地，所述一个或多个电路用于通过网络管理接口配置所述网络设备的所述节 能网络睡眠间隔的所述时间限制。本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在 以下的说明书和附图中进行详细介绍。


下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1是根据本发明实施例的利用基于端到端网络睡眠限制的节能网络睡眠时间间隔的典型网络的示意图；图2是根据本发明实施例的网络设备中典型的受管理的睡眠时间间隔的示意图；图3是根据本发明的实施例的利用网络管理协议来管理端到端睡眠限制的典型 网络的结构示意图；图4是根据本发明的实施例的用于管理端到端睡眠时间限制的典型网络的结构 示意图；图5是根据本发明的实施例的用于为多个分组数据流进行端到端睡眠限制管理 的典型网络设备的结构示意图；图6是根据本发明的实施例的用于管理以太网中端到端睡眠限制的典型步骤的 流程图。
具体实施例方式本发明的某些实施例可用于基于节能以太网中端到端睡眠限制的管理方法和系 统。网络设备可以基于端到端睡眠间隔限制确定节能网络睡眠间隔的时间限制。该时间限 制可以传送给一个或多个其他网络设备。所传送的时间限制可以为一个或多个其他网络设 备限制节能网络睡眠间隔的持续时间。网络设备基于端到端睡眠间隔限制，通过一个或多 个用户输入、数据包报头信息和网络管理协议来接收信息。此外，基于端到端睡眠间隔限 制，通过一个或多个标准网络管理协议、非标准化网络管理协议、音像桥接(AVB)、流预留协 议(SRP)、资源预留协议(RSVP)以及简单网络管理协议(SNMP)来接收信息。节能网络睡眠 间隔的时间限制可基于终端设备之间的跳跃点数而确定。网络设备可以检验一个或多个数 据包以确定数据包承载的数据类型和/或识别与端到端睡眠间隔限制相关的信息。节能网 络睡眠间隔的时间限制可以基于所述网络设备处理的一个或多个数据流的延迟需求来确 定。网络设备内特定端口的时间限制可以由通过该端口传送的一个或多个数据流的睡眠间 隔的时间限制来确定。网络设备可以静态地和/或动态地配置，以利用所述节能网络睡眠 间隔的所述时间限制进行操作。在这个方面，网络设备可以通过网络管理接口来配置。以 这种方式，端到端睡眠时间间隔可以通过网络来管理。图1是根据本发明实施例的利用基于端到端网络睡眠限制的节能网络睡眠时间 间隔的典型网络的示意图。参照图1，其中展示了包括有网络设备102和网络设备104的系 统100。另外，还展示了两个主机106a和106b、两个媒体访问控制器(MAC) 108a和108b、 PHY设备IlOa和PHY设备110b、接口 114a和114b，总线控制器接口 116a和116b以及链路 112。网络设备102和104是链路伙伴，相互之间可通过链路112通信。以太网链路112 不限于任何特定的媒介，可以使用任何合适的媒介。典型的以太网链路112媒介可以包括 铜缆、光缆和/或背板(backplane)技术。例如，铜缆媒介诸如STP，Cat3、Cat5、Cat5e、 Cat6, Cat7和/或Cat7a以及可使用的ISO命名变异的铜缆类别。另外，铜缆媒介还可使 用诸如无限带宽(Infiniband)、带状电缆(Ribbon)和背板。关于用于以太网链路112的光 缆媒介，单模光纤以及多模光纤都可以使用。本发明的各种实施例中，网络设备102和104 中的一个或两者可以遵循基于IEEE 802. 3的一个或多个标准，例如，802. 3az。在本发明的典型实施例中，链路112可以包括至少四个物理信道，每个信道可以
5例如包括非屏蔽双绞线(UTP)。网络设备102和网络设备104可以通过两个或更多的物理 信道进行通信，该物理信道即为链路112。例如，按照双绞线标准10BASE-T和100BASE-TX 运行以太网可以利用两对UTP，而按照双绞线标准1000BASE-T和10GBASE-T运行以太网可 以利用四对UTP。然而在这个方面，本发明使能改变用于传输数据的物理信道的数量。网络设备102包括主机106a、媒体访问控制器(MAC) 108a和PHY设备110a。网络 设备104包括主机106b、MAC 108b和PHY设备110b。PHY设备IlOa和/或IlOb可以是可 插拔的收发器模块或者是集成的PHY设备。然而本发明不限制于此。在本发明的各种实施 例中，网络设备102和/或104可以包括，例如，网络交换机、路由器、计算机系统或支持音 频/视频(A/V)的设备。在这个方面，A/V设备可以，例如，包括麦克风、音响装置、声板、声 卡、摄像机、媒体播放器、显卡，或者其他音频和/或视频设备。网络设备102和104可以支 持使用音像桥接和/或音像桥接扩展(统称为音像桥接或AVB)来交换多媒体内容和相关 的控制和/或辅助数据。此外，网络设备102和/或104可以使用一个或多个IEEE 802. 1 标准协议和/或程序和/或变异和/或其扩展进行通信。PHY设备IlOa和PHY设备IlOb各自包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，以 实现通信，例如，在网络设备102和网络设备104之间发送和接收数据。PHY设备IlOa和/ 或IlOb可以包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用于提供网络设备102和/或104与 光缆和/或铜缆链路112之间的接口。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以支持，例如，铜缆以太网、光缆以太网和/ 或背板以太网操作。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb能够支持多速率通信，诸如10Mbps、 100Mbps、1000Mbps (或 IGbps)、2. 5Gbps、4Gbps、10Gbps、40Gbps 或 lOOGbps。在这个方面， PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以支持基于标准的数据率限制和/或非标准数据率 限制。而且，PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以支持标准以太网链路的操作距离或 范围和/或扩展的操作范围。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以通过利用能够检测 其他网络设备的活动操作的链路发现信令(LDS)操作，来实现网络设备102和网络设备104 之间的通信。在这个方面，LDS操作可以配置成支持标准以太网操作和/或扩展范围以太 网操作。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb也可以支持自动协商，用于确定和选择通信参 数，诸如速度和双工模式。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以包括能够以一个或多个标准速率运行的 双绞线 PHY，诸如 10Mbps、100Mbps、IGbps 和 IOGbps (1OBASE-T, 100GBASE-TX、IGBASE-T 和 / 或10GBASE-T)；潜在标准速率诸如40Gbps和IOOGbps ；和/或非标准速率，诸如2. 5Gbps和 5Gbps。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以包括能够以一个或多个标准速率运行的背 板 PHY，诸如 IOGbps (10GBASE-KX4 和 / 或 10GBASE-KR)；和 / 或非标准速率，诸如 2. 5Gbps 和5Gbps。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以包括能够以一个或多个标准速率运行 的光缆 PHY，诸如 10Mbps、100Mbps、IGbpsUOGbps ；潜在标准速率诸如 40Gbps 和 IOOGbps ； 和/或非标准速率，诸如2. 5Gbps和5Gbps。在这个方面，光缆PYH可以是无源光网络(PON) PHY。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以支持多线道(multi-lane)技术，诸如 40Gbps CR4、ER4、KR4 ； IOOGbps CR10、SRlO 和 / 或 IOGbps LX4 和 CX4。并且，也可以支持 串行电(serial electrical)或者铜缆单信道技术，诸如 KX、KR、SR、LR、LRM, SX、LX、CX、BX10、LX10。也可以支持非标准速度和非标准技术，例如，单信道，双信道和四信道。除此之 夕卜，网络设备102和/或104可以支持TDM技术诸如不同速度的Ρ0Ν。本发明的各种实施例中，PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb包括合适的逻辑、电 路和/或代码，用于在一个方向上以较高数据率发送和/或接收，而在反方向上以较低数据 率发送和/或接收。例如，网络设备102可以包括多媒体服务器，网络设备104可以包括多 媒体客户端。在这个方面，例如，网络设备102可以以较高的数据率发送多媒体数据到网络 设备104，而网络设备104可以以较低的数据率发送与多媒体内容相关的控制或辅助数据。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb发送和/或接收的数据可以根据已知的OSI 协议标准来格式化。OSI模型在操作性和功能性上被分成了七个不同等级层。总体来说， OSI模型中的每一层都构造成直接为其相邻的较高层提供服务。例如，层1或物理层，可以 为层2提供服务，而层2可以为层3提供服务。主机106a和106b可以实现层3及其以上 的层，MAC控制器108a和108b可以实现层2及其以上的层，PHY设备IlOa和/或PHY设 备IlOb可以实现层1或物理层的操作和功能。在这个方面，PHY设备IlOa和/或PHY设 备IlOb可以被称为例如物理层发送器和/或接收器、物理层收发器、PHY收发器、PHY接收 器或PHY。主机106a和106b包括合适的逻辑、电路和/或代码，用于支持将在链路112上 传输的数据包的五个最高功能层的操作性和/或功能性。由于OSI模式中的每一层直接为 相邻高层提供服务，MAC控制器108a和108b可以为主机106a和106b提供必要的服务，以 此保证数据包可以适当地格式化并传送到PHY设备IlOa和/或PHY设备110b。在发送过 程中，执行层功能的设备可以将自身的报头加到来自其上的接口层的、将要传递的数据中。 然而，在接收过程中，当信息由较低层向上传递到较高层时，拥有相似OSI堆栈的兼容设备 可以去除该报头。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可配置为用于处理物理层的请求，其包括但不 限于，分包、数据传输和序列化/反序列化器(SERDES)，当这样的操作是必需的情况下。由 PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb从MAC控制器和108a和108b收到的数据包，分别包括 数据和PHY层以上的六个功能层中各层的报头信息。PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb 可以配置为对将要通过链路112发送的数据包进行编码，和/或对从链路112接收到的数 据包进行解码。本发明的各种实施例中，主机106a和/或106b可通过备用(alternate)路径与 PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb交换控制信息。例如，主机106a和/或106b可通过通 用输入输出接口(GPIO)和/或快速外围组件互连(PCI-E)通信。MAC控制器108a可以包括合适的逻辑，电路和/或代码，用于操控网络设备102中 数据链路层、第二层的操作性和/或功能性。类似地，MAC控制器108b可以包括合适的逻 辑，电路和/或代码，用于操控网络设备104中第二层的操作性和/或功能性。MAC控制器 108a和108b可以被配置来实施以太网协议，诸如基于IEEE 802. 3的标准。尽管如此，本发 明不限于此。MAC控制器108a可以通过接口 114a与PHY设备IlOa通信、通过总线控制器接口 116a与主机106a通信。MAC控制器108b可以通过接口 114b与PHY设备IlOb通信、通过 总线控制器接口 116b与主机106b通信。相应于以太网接口的接口 114a和114b，包括协 议和/或链路管理控制信号。例如，接口 114可以包括控制接口，诸如管理数据输入/输出(MDIO)接口。此外，接口 114a和114b可以包括具有多速率能力的接口和/或媒介独立接 口 (MII) ο例如，接口 114a和/或114b可能包括媒介独立接口，诸如XGMII、GMII或RGMII， 用于从PHY设备IlOa接收数据和/或向PHY设备IlOa发送数据。在这个方面，接口 114 可以包括用于表明从MAC控制器108a传送到PHY设备IlOa的数据即将来到接口 114a的 信号。这样的信号在此称为发送使能(TX_EN)信号。类似地，接口 114a可以利用信号来表 明，从PHYllOa传送到MAC控制器108a的数据即将来到接口 114a。这样的信号被称为接 收数据有效(RX_DV)信号。接口 114a和/或114b可以配置成利用多个串行数据线来发送 和/或接收数据。总线控制器接口 116a和116b对应于PCI或PCI-X接口。尽管如此，本 发明不限于此。在操作中，网络设备102和104中的一个或两者可以包括合适的逻辑、电路、接口， 和/或代码，用于实施一个或多个节能以太网技术，例如，根据IEEE802. 3az的节能以太网 (EEE)技术。在这个方面，PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb可以支持低(较低)功率 操作模式，例如基于低功率空闲(LPI)、速率分级(sub-rating)和/或子集PHY技术。LPI 通常是指在一个或多个信道中链路利用率低的时期使用的技术系列(而不是通过以太网 链路发送常规IDLE符号)，以使PHY设备IlOa和/或PHY设备IlOb进入能源节约模式。 在这个方面，在能源节约模式下，为了同步链路伙伴和/或刷新电路，PHY设备IlOa和/或 PHY设备IlOb可以保持静息和/或传送信号，而不是常规的IDLE符号。速率分级和/或子 集PHY可以泛指这类能源节约技术系列，其中PHY设备的一个或多个信道可实时地或近似 实时地重配置，以不同的数据速率进行通信。在这个方面，链路的一个或多个信道可以保持 活跃，其中数据率限制的信道可以通过调节信号群、PAM水平、IFG和/或符号率来控制。可以使用控制策略来控制操作的活跃模式和/或低(较低)功率模式，例如，操作 的睡眠模式。控制策略可以为操作的低(较低)功率模式确定数据率，它可以确定何时在 各种数据率之间转换和/或可以确定何时在静息模式和活跃模式之间转换。例如，可对设 备的(用于将电路从睡眠间隔中唤醒所需的)时间间隔进行设置，和/或可以在链路伙伴 之间协商优先进入睡眠模式。尽管本发明的各方面是结合节能以太网LPI、速率分级和/或 子集PHY技术进行描述，但本发明不限于此，也可以使用其他节能技术，例如，基于节能网 络控制策略。本发明的各种实施例中，网络设备102和/或104可以为网络设备102和/或 104之间的通信而限制睡眠时间间隔或低(较低)功率模式间隔的持续时间。此外，网 络设备102和/或104可以利用规定的睡眠间隔的限制与各种其他时间间隔，诸如，由 IEEE802. 3az标准规定的唤醒间隔时间。本发明的各种实施例中，睡眠限制可以基于数据流 和/或由网络设备处理的数据流的所有类型来管理。此外，本发明的各种实施例中，节能网络(EEN)控制策略和/或部分控制策略可以 由网络终端设备和/或核心或中间网络设备作主(host)。例如，终端设备中的EEN控制策 略可以用来管理以太网中端到端能源节约和/或以太网中网络设备子集的端到端能源节 约的特性。例如，控制策略可以用来规定网络中一个或多个网络节点中的睡眠时间间隔，以 优化能源节约，同时满足通过一个或多个网络节点的数据传输的延迟需求。在这个方面，网 络设备102和/或104可以根据端到端控制策略的规定，限制睡眠间隔或低(较低)功率 模式间隔的持续时间。此外，网络设备102和/或104可以将规定的睡眠间隔限制与各种其他时间间隔(诸如由IEEE 802. 3az标准规定的唤醒间隔时间)一起使用。本发明的各种实施例中，一个或多个核心网络设备以及终端设备，可以为网络中 的网络设备子集的控制策略作主。以这种方式，核心网络设备中的EEN控制策略可以用来 管理以太网中网络设备子集的能源节约端到端的特性。图2是根据本发明实施例的网络设备中典型的受管理的睡眠时间间隔的示意图。 参照图2，此处展示了包括有三个瞬间Tl 202、T2 204和Τ3 206的时间线200。在Tl 202瞬间，发送网络设备，例如，如结合图1描述的网络设备102，可以与链路 伙伴例如网络设备104通信，网络设备102将要使发送方向的一个或多个信道进入睡眠状 态。在Τ2 204瞬间，网络设备102传送唤醒信号至网络设备104。在Τ3 206瞬间，网络设 备102开始传送数据到网络设备104。Τ2204瞬时发送唤醒信号与Τ3 206瞬间之间的唤醒 间隔的时间，即传送时间，可以在通信会话之前在网络设备102和/或104中进行配置，和/ 或可以基于网络设备102和104之间协商的特定的睡眠时间间隔确定和/或进行调整。尽 管如此，本发明并不限于此。根据本发明的实施例，网络设备102和/或104中的睡眠时间间隔，其出现在Tl 202瞬间与Τ2 204瞬间之间，可以基于节能网络控制策略来限制持续时间。节能网络控制 策略可以由网络中的终端设备或由网络中的一个或多个中间或核心网络设备作主。此外， 可以基于终端设备之间要传送的通信流量的类型和/或其延迟需求来确定睡眠时间间隔。 此外，可以基于一个或多个网络设备和/或网络节点(例如网络设备102和/或104)的各 种资源、特征和/或能力来确定睡眠时间间隔，其在终端设备之间处理和/或路由数据包括 EEN控制策略。图3是根据本发明的实施例的利用网络管理协议来管理端到端睡眠限制的典型 网络的结构示意图。参照图3，此处展示了两个终端设备302和306和两个网络设备304a和 304b。终端设备302和/或304和网络设备304a和/或304b分别包括MAC和/或PHY设 备 310a,310b,310c 和 310d。MAC 和 / 或 PHY 设备 310a,310b,310c 和 310d 可以统称为 MAC 和/或PHY设备310。另外，两个终端设备302和306和两个网络设备304a和304b分别包 括管理信息库(MIB) 210a, 210d, 210b和210c。另外，次此还展示了控制信息309和317。一个或多个终端设备302和306和/或网络设备304a和304b可以和一个或多个 网络设备102和/或104相似和/或本质上相同。终端设备302和/或306可以通过网络设备304a和304b通信。在本发明的典型 实施例中，终端设备的306可以是视频服务器，终端设备302可以请求和/或接收视频数据 流。本发明的典型实施例可以包括任何合适的终端网络设备302和306，例如，终端设备可 以包括一个或多个手提电脑、移动电话、机顶盒、定位设备，音响设备，音像设备和/或游戏 设备。例如，终端设备302和/或306可以包括合适的逻辑、电路，接口和/或代码，用于通 过网络设备304a和/或304b处理IP呼叫语音。终端网络设备302和306，可以利用一个或多个管理接口、通过网络设备304a和/ 或304管理端到端EEN交流。或者，两个核心网络设备或核心网络设备和终端设备可用来 利用一个或多个管理接口，通过网络设备子集管理端到端EEN交流。在本发明的典型实施例中，当数据从终端网络设备306传送到终端设备302时，可 在一个或多个终端设备302，终端设备306和/或网络设备304a和304b中控制睡眠时间
9间隔，使得端到端的延迟不超过被传送的数据流的需求。例如，网络管理协议，诸如简单网 络管理协议(SNMP)，可以用来控制通信和/或传送配置参数至通信路径上的一个或多个设 备。此外，一个或更多IEEE802. 1标准的变异和/或其扩展版本可以用来实现一个或多个 管理接口。本发明的各种实施例中，可以使用一个或多个非标准管理接口。以这种方式，一 个或多个终端设备302和/或306可用来传送EEN参数(例如，睡眠时间间隔的最长持续 时间)到终端设备之间的通信路径上的一个或多个网络节点。两个终端设备302和306和两个网络设备304a和304b中的一个或多个可以分别 包括管理信息库(MIB) 320a、320d、320b和/或320c。MIB可以实现设备各种属性的管理， 例如，MAC和/或PHY设备310属性和/或更高的层属性的属性。MIB可以包括端到端睡眠 时间限制(即睡眠时限)参数以及其他网络管理信息，诸如MAC和/或PHY 310支持的协 议、MAC和/或PHY设备310在睡眠和唤醒操作模式之间进行转换所需的时间量、和/或在 MAC和/或PHY设备310中EEN当前是启用还是禁用。MIB 320中的其他参数可以包括，例 如，在网络设备之间保持同步的系数或其他数值、和MAC和/或PHY设备310所支持的数据 率。睡眠时间参数的EEN持续时间可以多种方式传送到MAC和/或PHY设备310。例如，睡 眠时限参数可以人工配置和/或人工输入网络设备(例如，由网络管理员来操作)、和/或 可以基于各种事件、软件指示和/或测量值由程序控制。网络设备也可利用默认的睡眠时 间参数，其可以被更改。此外，EEN参数可以是静态的，例如，一个或多个睡眠时间参数可以 在接收数据(以进行发送)之前确定，或EEN参数可以动态地修改。例如，睡眠间隔持续时 间参数可以基于以下一个或多个因素确定通信流量、流量使用情况或模式(包括当前和 过去的)、通信流量负荷(正在由网络设备和/或资源可用性处理的)。终端设备302和/或306可以分别包括应用308和318。应用308和318和/或 MAC和/或PHY设备310可以用来交换信号和/或消息309和/或317来启用端到端睡眠 限制。典型信号和/或消息309和/或317可以包括以太网帧、SNMP消息、LLDP的数据单 元和/或物理层信号。信号和/或信息309和/或317可以是以太网帧，例如，带有用于表 明其是EEN控制消息的一个或多个比特或字段。例如，独特的(unique)以太网类型可以 表明其为EEN控制消息和/或它可以包括睡眠时间间隔。信号和/或消息309和/或317 可以包括一个或多个网络设备304a和304b和/或终端设备302和/或306的睡眠时间参 数。在各种情况下，信号和/或消息309和/或317可以通过通信路径上的多个网络设备广 播和/或多播。多个信号和/或消息可以传送到不同的网络设备。例如，与网络设备304b 相比，网络设备304a可以接收不同的信号和/或消息。发送到第一设备(例如，网络设备 304a)的信号和/或消息，可以触发网络设备304a生成信号到第二设备(例如，304b)。在操作中，终端设备302和终端设备306可以建立VOIP呼叫，该呼叫通过网络设 备304a和/或304b传送。在这个方面，终端设备302和终端设备306之间传送的语音数 据需要规定的端到端最大延迟，以便进行该VOIP呼叫的终端用户体验良好的语音质量。规 定的端到端最大延迟可以表明处理VOIP呼叫的一个或多个网络设备的最大允许端到端睡 眠时间。终端设备302和/或306可以管理一个或多个通信设备304a和/或304b的睡眠 时间间隔，例如，在终端设备之间的通信路径上。例如，终端设备302可传送端到端睡眠时 间间隔信息到设备304a和/或304b，以便从终端设备302传送VOIP数据到终端设备306 的。在另一方面，终端设备306可以管理设备304a和/或306b中的端到端睡眠时间间隔，
10以便从终端设备306传送VOIP数据到终端设备302。网络设备304a和/或304b也可以 修改睡眠时间，基于资源可用性和/或在VOIP呼叫过程中可能要处理的其他通信流量的需 求。以这种方式，端到端睡眠时间的管理(而不是由每个网络设备来管理自己内部的睡眠 时间)可以提高VOIP呼叫的语音质量。此外，了解睡眠时间间隔使得接收设备可以转换电 路，以使更高OSI层进入和/或退出睡眠模式，作为转换MAC和/或PHY设备进入和/或退
出睡眠模式的补充。美国专利申请序列号_(代理案件号20433US02)，申请
日为__揭示了节能网络协议的端到端管理，本发明参考其全部内容并将其结
合于本申请中。图4是根据本发明的实施例的用于管理端到端睡眠时限的典型网络的结构示意 图。参考图4，此处展示了包括网络408、终端设备402和406和网络设备404a、404b. . . 404i 的系统400。终端设备402和406中的一个或多个和/或网络设备404a、404b. . . 404i中的一个 或多个与结合图1所描述的一个或多个网络设备102和/或104相似和/或本质上相同。 此外，，终端设备402和406中的一个或多个与结合图3所描述的一个或多个终端设备302 和306相似和/或本质上相同，和/或网络设备404a、404b. . . 404i中的一个或多个与结合 图3所描述的一个或多个网络设备304a和304b相似和/或本质上相同。终端设备402和/或406可以包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用来确定 一个或多个的网络设备404a、404b. . . 404i的睡眠时限的，这些网络设备可以处理在终端 设备402和/或406之间传送的通信流量。例如，终端设备可以为终端设备402和406之 间传送的一个或多个数据流，确定可允许的端到端延迟。可允许的端到端延迟可以用来确 定一个或多个的网络设备404a、404b. . . 404i可允许的端到端睡眠时间。例如，可以允许网 络408上的多个网络设备有规定的端到端睡眠时间间隔。终端设备402和/或406可以 分配部分端到端可允许睡眠时间给网络设备404a、404b. . . 404i中的一个或多个。在这个 方面，终端设备402和/或406可以利用网络设备408中的最大跳跃点数(thenumber of hops)，来确定和/或分配部分端到端睡眠时间给网络设备404a、404b. . . 404i中的一个或 多个。在本发明的各种实施例中，睡眠限制可以基于流来管理和/或基于网络设备处理的 所有流的类型。在本发明的各种实施例中，可基于一个或多个交流协议来配置一个或多个终端设 备402和406和/或一个或多个网络设备404a、404b. . . 404i的通信，使得在传送数据流 之前能够确定和/或预留通信路径。例如，一个或多个IEEE802. IAS音像桥接(AVB)、IEEE 802. 19at流预留协议(SRP)和/或RSVP，例如，可以用来传送端到端睡眠时限。在这个方 面，由于一个或多个网络设备404a、404b. . . 404i，可以被发现和/或确定用在终端设备402 和406之间的通信路径上，睡眠时间间隔限制可以传送到设备。申请号为11/963，017、申请 日为2007年12月21日的美国专利申请公开了 SPB和/或AVB路由协议，本发明参考其全 部内容并将其结合于本申请中。在本发明的各种实施例中，终端设备402和/或406可以为一个或多个OSI层协 议修改数据包报头和/或在报头中插入标签，以向网络408内的一个或多个网络设备表明 睡眠间隔持续时间信息。在这个方面，网络408内的一个或多个网络设备可以解析报头和/ 或检验报头数据的一个或多个OSI层，以确定睡眠时间间隔持续时间信息。以这种方式，可以基于通信流量类型和/或通信流量的延迟需要来确定睡眠时间间隔持续时间。网络408 内的网络设备可以检验数据包，以获取睡眠时限信息和/或数据包内包含的数据类型。例 如，网络设备可以确定数据包是VOIP流的一部分。例如，网络408内的网络设备是可编程 的，以在处理VOIP数据时实现规定的的最长睡眠时间。在本发明的各种实施例中，其中网络408可以由网络管理员来管理，网络管理员 可以人工配置网络408内的一个或多个网络设备的睡眠时限参数。在操作时，终端设备402上运行的应用程序可以交换，或触发与终端设备406的消 息交换，来确定终端设备之间的路径。路径发现可以包括识别用于传送规定的数据流的节 点404a、404b、404d和404h，和/或确定所识别的网络设备是否支持EEN端到端睡眠时限。 例如，终端设备402和/或406可以用来执行一个或多个AVB协议。此外，终端设备402和 /或406可以按照IEEE802. IQat-局域和城域网的IEEE标准(例如，虚拟桥接局域网-修 改版9 流预留协议(SRP))来交换消息，以确定路径。在确定终端设备402和/或406之间的路径之后，应用程序可以生成一个或多个 消息或信号来配置所识别的网络设备404a、404b、404d和404h中的EEN睡眠时间持续时间 参数。一个或更多的消息和/或信号可以包括独特的(unique)以太网类型和/或其他独 特(unique)的和/或可识别的帧格式，其可用来配置网络路径上设备的参数。在这个方面， 网络设备404a、404b、404d和404h可以检验接收到的数据包，以确定EEN睡眠时间参数信 息。一旦发现了独特的和/或识别的以太网类型和/或帧格式，可以提取出EEN睡眠时间 参数信息，并基于所提取的EEN睡眠时间参数信息对本地参数进行更新。图5是根据本发明的实施例的用于为多个分组数据流进行端到端睡眠限制管理 的典型网络设备的结构示意图。参考图5，此处展示了网络设备501、主机503、交换电路 505，和多个端口 509。网络设备501可以与结合如图1所描述的一个或多个网络设备102和/或104相 似和/或本质上相同、可以与结合如图3所描述的一个或多个网络设备304a和/或304b 相似和/或本质上相同，和或与结合图4所描述的一个或多个网络设备404a、404b. . . 404i 相似和/或本质上相同。网络设备501包括交换结构，用于在网络中(例如，如图4所描述的网络408)执 行交换操作。网络设备501可以包括，例如，主机503、交换电路505和多个端口 509。进一 步来说，网络设备501可以包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用以执行各种交换相关 的操作。在这个方面，网络设备501可以直接从终端设备(例如，终端设备402和/或406) 和/或从一个或多个中间网络节点(例如，网络设备404a、404b. . . 404i)接收网络通信流 量。网络设备501可以通过多个端口 509中的任意端口接收网络通信流量，并通过多个端 口 509中的一个或多个将该通信流量转发到一个或多个其他终端设备和/或一个或多个其 他中间网络设备。例如，网络交换设备501可以将通过端口 -a 511接收到的网络通信流量 转发给通过端口-h 521可到达或可接入的网络设备。在本发明的各种实施例中，网络设备 501可以基于节能以太网进入和/或退出睡眠模式。进一步地，网络设备501可以为配置有 端到端睡眠时限的一对网络设备和或多个网络设备之间的通信执行睡眠时间限制。主机503可以包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用以执行网络交换设备中 的控制和/或管理操作。主机503可以包括，例如，通用处理器或专用集成电路(ASIC)，可配置和/或可操作地来提供控制和/或管理消息、和/或在网络交换设备501中进行处理操 作。主机503可用于，例如，设置和/或管理多个端口 509中的每个端口的操作，设置、控制 和/或管理交换电路505的操作、设置、监控和/或管理网络交换设备501内的交换路径， 和/或维护和/或管理在数据包处理操作过程中使用的寻址信息。此外，主机503可确定 一个或多个端口 509的睡眠时间间隔。交换电路505可以包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，可以用来通过一个或 多个有线链路在多个端口 509之间转发通信流量。交换电路505可用于例如支持通过多个 端口 509中任意端口接收到的数据包的传送，从发送网络节点，通过多个端口 509中任意端 口，到一个或更多接收网络节点。交换电路505可以包括，例如，总线子系统505a，其可包 括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用来通过基于一个或多个接口(包括，例如，PCI和/ 或I2C。)的多个物理互连，在多个组件和/或实体之间交换数据和/或消息。总线子系统 505a可以用于网络交换设备501中，以助于在包括多个端口 509的交换结构501的组件之 间进行数据转发。多个端口 509可以包括合适的逻辑、电路、接口和/或代码，用于基于结合图1所 描述的一个或多个网络标准和/或协议，在网络交换设备501中提供外部网络接口功能。在操作中，网络设备501可以通过多个端口 509中的一个或多个，从多个发送网络 设备接收对应于多个数据流的数据包。对接收的数据包进行处理以确定寻址信息。例如， 对报头进行解析以确定源和/或目的地寻址信息。此外，可以对数据包进行检验，以确定对 应于多个数据流中的一个或多个数据流的EEN睡眠时限参数。一旦确定了目的节点，例如 基于主机503中存储的路由表，即可以确定用于转发所接收数据包的对应端口。一旦确定 了合适的端口，可以使用交换电路503来转发通信流量数据包，从接收端口到发送端口。例 如，在交换电路505为总线子系统的情况下，处理后的接收通信流量数据包可以通过总线 接口，从端口转发出来和/或向端口转发。通过交换电路505转发的数据可以由主机503 管理。主机503可用来为多个端口 509 (例如，端口 _h 521)确定睡眠时间间隔。在这个 方面，主机503用于将通过多个端口 509接收的数据包交换到端口 _h521。所接收的数据包 可以包括各种数据类型，例如，视频流数据、VOIP数据和/或网页浏览数据。基于接收数据 的各种类型，主机503可用来确定端口 -h521的最长睡眠时间间隔持续时间。例如，睡眠时 间间隔可以因各种类型的接收数据的延迟需求而限制。在这个方面，主机503可以基于各 种类型接收数据的最低延迟需求和/或最短允许的睡眠时间间隔来限制端口 _h 521的睡 眠时间间隔。例如，相对于视频数据和/或网页浏览数据而言，对应IP语音数据的睡眠时 间间隔可以被限制为最短的持续时间。因此，对应IP语音数据的睡眠时间间隔可以用来限 制端口 -h 521的睡眠时间。图6是根据本发明实施例的用于管理以太网中端到端睡眠限制的典型步骤的流 程示意图。步骤601是开始步骤。在步骤603中，接收一个或多个分组数据流，例如由网络 设备401a接收，可以为每个接收到的分组数据流确定最长端到端睡眠时间间隔。在步骤 605中，特定端口(例如端口-h 521)的最长睡眠时间间隔可基于将要通过端口 _h 521传 送的每个分组数据流的最长端到端睡眠时间间隔而确定。在步骤607中，基于通过端口 -h 521传送的各个数据流的最长端到端睡眠时间间隔中的最短者，可以为该特定端口 -h 521限制睡眠时间间隔。在步骤609，典型步骤结束。在本发明的一个实施例中，网络设备404a可以基于端到端睡眠时间间隔限制确 定节能网络睡眠间隔的时限，例如，如图2中所示的在Tl瞬间和T2瞬间之间的时间间隔。 该时限可以被传送到一个或多个其他网络设备，例如，网络设备404b和/或404c。所传送 的时限可以为一个或多个其他网络设备(例如，404b和/或404c)限制节能网络睡眠间隔 持续时间。网络设备404a可以基于端到端睡眠时限、通过一个或多个用户输入、数据包报 头信息和网络管理协议来接收信息。此外，基于端到端睡眠间隔限制的信息可以通过一个 或多个网络管理协议来接收，例如这些网络管理协议可以包括SNMP、非标准网络管理协议、 音像桥接(AVB)、流预留协议(SRP)、资源预留协议(RSVP)和简单网络管理协议。节能网络睡眠间隔的时限可以基于终端设备之间的跳跃点数而确定定，例如，终 端设备402和406之间的四个跳跃点包括404a、404b、404d和404h。网络设备可对一个或 多个数据包进行检验，以确定数据包的数据类型和/或识别与端到端睡眠间隔时限相关的 信息。节能网络睡眠间隔的时限可以基于网络设备所处理的一个或多个数据流的延迟需求 而确定。网络设备内特定端口(例如网络设备501内的端口 521)的时限可基于通过端口 传送的一个或多个数据流的睡眠时限而确定。网络设备404a可以使用节能网络睡眠间隔 时限来静态地和/或动态地配置其操作。在这个方面，网络设备404a可以通过网络管理接 口(例如，SNMP接口 )来配置。以这种方式，可以在网络上对端到端睡眠时间间隔进行管 理。本发明的另一实施例提供了一种机器和/或计算机可读存储器和/或介质，其中 存储有机器码和/或计算机程序，其包含可由机器和/或计算机执行的至少一个代码段，用 于控制机器和/或计算机执行本文描述的基于节能以太网中端到端睡眠限制的管理的步
马聚ο因此，本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一 个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分 散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件 的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行所述程序控制计算机 系统，使其按所述方法运行。在计算机系统中，利用处理器和存储单元来实现所述方法。本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法 的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本申请文件 中的计算机程序所指的是可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表 达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个 步骤之后，a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现，实现特定功能。本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离 本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具 体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开 的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。相关申请的交叉引用和结合参考本申请参考并要求申请日为2009年7月24日的美国临时专利申请61/228，425 的优先权。
本申请参考其全部内容并将其结合于本申请中。另外，本发明还参考并引用以下美国专利申请美国临时专利申请号61/184，269，申请日:2009年6月4日；美国专利申请号11/963，017，申请日2007年12月21日；美国专利申请号11/963，087，申请日2007年12月21日。
权利要求
一种网络方法，其特征在于，包括网络设备中的一个或多个电路执行如下步骤基于端到端睡眠间隔限制确定节能网络睡眠间隔的时间限制；以及将所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制传送给一个或多个其他网络设备，其中所传送的时间限制用于限制所述一个或多个其他网络设备的节能网络睡眠间隔持续时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括所述网络设备基于所述端 到端睡眠间隔的时间限制，通过一个或多个用户输入、数据包报头信息和网络管理协议来 接收信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括所述网络设备基于所述端 到端睡眠间隔的时间限制，通过一个或多个标准网络管理协议和非标准网络管理协议来接 收信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括所述网络设备基于所述端 到端睡眠间隔的时间限制，通过一个或多个音像桥接(AVB)、流预留协议(SRP)、资源预留 协议(RSVP)以及简单网络管理协议(SNMP)来接收信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制 是基于终端设备之间的跳跃点数而确定的。
6.一种网络系统，其特征在于，包括网络设备中的一个或多个电路，其中所述一个或多个电路用于基于端到端睡眠间隔限制确定节能网络睡眠间隔的时间限制；以及将所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制传送给一个或多个其他网络设备，其中所传 送的时间限制用于限制所述一个或多个其他网络设备的节能网络睡眠间隔持续时间。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于由所述网 络设备基于所述端到端睡眠间隔的时间限制，通过一个或多个用户输入、数据包报头信息 和网络管理协议来接收信息。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于由所述网 络设备基于所述端到端睡眠间隔的时间限制，通过一个或多个标准网络管理协议和非标准 网络管理协议来接收信息。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，其中所述一个或多个电路用于由所述网 络设备基于所述端到端睡眠间隔的时间限制，通过一个或多个音像桥接(AVB)、流预留协议 (SRP)、资源预留协议(RSVP)以及简单网络管理协议(SNMP)来接收信息。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述节能网络睡眠间隔的所述时间限制 是基于终端设备之间的跳跃点数而确定的。
全文摘要
本发明涉及一种网络方法及系统，基于端到端睡眠间隔限制确定节能网络(EEN)睡眠间隔的时间限制。可以将该时间限制传送到其他可以限制其睡眠时间的网络设备。通过用户输入、数据包报头信息、标准和/或非标准网络管理协议、AVB、SRP、RSVP和SNMP，可以接收端到端睡眠间隔限制信息。基于终端设备之间的跳跃点数，可以确定EEN睡眠间隔时间限制。可以检验数据包，以确定数据包类型和/或端到端睡眠间隔限制信息。基于数据流的延迟需求，可以确定该时间限制。基于通过端口传送的数据流的睡眠时间限制，可以确定该端口的时间限制。可以静态地和/或动态地配置该时间限制。可以通过网络管理接口配置该网络设备。
文档编号H04L29/06GK101964713SQ20101023683
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月26日 优先权日2009年7月24日
发明者韦尔·威廉·戴博 申请人:美国博通公司