一种用于从一个第一装置到至少一个第二装置在以太网内传输数据包的方法和装置的制作方法

专利名称：一种用于从一个第一装置到至少一个第二装置在以太网内传输数据包的方法和装置的制作方法
根据下面称为以太网标准的IEEE802.3标准形成的局域计算机网络，描述了一种技术，用它使终端设备经公共使用的串行总线相连接。对该总线的访问可通过所谓的载波检测多路访问/碰撞检测(CSMA/CD)调节。以太网协议是一种所谓的还算好的协议，即所有在总线上连接的终端设备在进行竞争的存取情况下，按统计平均值经总线传输的数据，而不管待传输数据的类型怎样，具有相同的传输概率。
然而在许多情况下，必须使某种数据流比其它数据流优先。其例子有具有实时要求的数据流，例如音频数据流或视频数据流以及控制机器的报警信息。这类数据流在传输时需要某种最低质量。然而在以太网协议情况下现在不能保证这种最低质量水平，因为在CSMA/CD协议情况下数据流不可能进行区分，因此也不可能对数据流有不同处理方法。
以太网总线是一种无源传输介质，交换功能是分散在同样按照以太网协议工作的终端设备内实现的。所谓交换以太网是一种技术，其中局域网络按照IEEE802.3标准通过包交换取代通常的以太网总线进行耦合。包交换通过所谓以太网节点实现。一个以太网节点具有多个双向入口，所谓端口。以太网节点必须通过至少一个输出端口转接输入的数据包，该输出端口直接或间接地与目的地或数据包目的地耦合。如果到达不同的输入包，这些包必须经过同一输出端口输出，则数据包被缓冲储存。为此应用的缓冲存储器可能在高负荷状况下溢出，新到达的数据包在这种情况下将丢失。
由文献[1]已经公知以太网协议的各种包种格式。
基于本发明的问题是给出一种符合以太网标准的方法，应用此方法在传输数据流时，关系到传输实时要求可保证传输的某种最低质量。
本问题根据权利要求1所述方法得以解决。
在权利要求1所述的方法中，对第一装置所要传输的每一数据包各分配一个优先等级，数据包以优先等级标识。随后根据优先等级将数据包传输到第二装置。
这种方法的显著优点尤其在于数据包的优化，例如根据待传输的数据流的类型是可能的。按照这种方式，对于基于传输时涉及实时要求的质量要求必须高度优先的数据包用统计平均值保证所要求的质量是可能的。
在本文中，语言表达“用统计平均值”可以这样理解按照应用的优先等级，可以按某种概率给出质量要求保证。其原因在于数据包按照其优先权传输，例如相对高优先权的数据包比相对低优先权的数据包优先传输。
本发明的有益扩展由从属权利要求给出。
为了能够实现多级通信连接，即经过多个以太网转换节点的通信连接，在本方法的一个扩展中由第二装置接收数据包是有益的，求出分配给该数据包的优先等级，其中在考虑优先等级的条件下该数据包再依次传输。
通过这种步骤实现该方法的简化，因为并不在每一转换节点依次必须形成完全新的数据包优先等级，并必须分配给数据包，而只求出先前分配给数据包的优先等级，此优先等级将在本方法的其它部分内继续应用。
为了把优先等级分配给数据包，对包含在输送给所谓以太层的数据包内的并涉及数据包类型，并因此涉及通信连接的类型或者也涉及数据流类型的信息进行分析，并且在优先等级的顺序分配情况下考虑已分析过的信息是有益的。按照这种方式分析和保证数据包的类型，并因此分析和保证数据流的质量要求是自动可能实现的。
此外，在本方法的一个扩展中，对数据包实现存取检查，从而能够防止通过过多待传输的数据包使实施本方法的装置过载是有益的。
此外，在本方法一个扩展中，把装置的缓冲存储器分成多个部分，并且缓冲存储器的每一部分各归入至少一个优先等级是有益的。这意味着在缓冲存储器的相应部分里，只能储存具有相应的优先等级的数据包。
上述方法的扩展通过由缓冲存储器的相应部分输出并按照可预定的顺序传输数据包还可以进一步改善。根据任意一种调度程序法能够预先给出顺序。
此外，对于设计成以太网交换元件的装置中，缓冲存储器溢出或缓冲存储器一部分溢出的情况下，只有当通过这种数据包的仿真碰撞(kuenstliche Kollision)不可能中断接收过程时才舍弃引起溢出的数据包是有益的。
此外在本方法的扩展中，只对那样的数据包产生数据包的仿真碰撞是有益的，从这些数据包的源装置已知仿真碰撞的产生是允许的，即例如可以由发送装置处理。通过这种扩展挑选能够处理发送的数据包仿真碰撞的装置。
此外，在本方法的扩展中，对于分配给可规定的通信连接的数据包，在整个通信连接过程中，对在连接建立阶段商定的并在通信连接期间必需的资源的保护是有益的。按照这种方式，对于待传输的数据包所要求的质量水平能实现极其可靠的保证。
实现本方法的装置具有一个数据包分类单元，一个优先权标识单元和一个缓冲存储器。利用数据包分类单元，数据包被分配以优先等级，并通过优先权标识单元根据优先等级单意标识数据包。待传输的数据包被缓冲存储在缓冲存储器中。
另外在本方法的扩展中，在装置中提供资源管理单元和转换节点是有益的，该单元至少具有以下功能之一-管理资源，-对数据包的访问控制和/或-耦合的装置间信号传输。
借助资源管理单元，一个简化的实施方法的构造成为可能，使得此方法得到改进。
此外，分配给转换节点的资源管理单元它自己的所谓的媒体访问控制地址(MAC地址)是有益的，其结果是，使独立寻址资源管理单元以及使其独立于实现此方法的装置完成成为可能。
在附图中描绘了本发明下面还要详细说明的实施例。


图1给出了通信连接装置的略图，该装置具有两个终端设备以及按照以太网协议交换数据包的一个转接单元；图2给出在其带有一些扩展的方法步骤中说明本方法的流程图；图3a到3f给出了以太网标准的各种协议格式，以及与其相关的用于标识数据包的各种可能途径描绘的略图；图4给出附有一些进一步扩展和详细描绘的装置略图，以此描绘与其它通信层的相互作用；图5a到5f给出各种协议格式以及与其相关的，按照以太网标准实现另外描述的背压法的(Back-Pressureverfahren)可能途径；图6给出信息流程图，其中例如描述了图1中描绘的装置的一个信令操作以及数据交换；图7给出了对于各种优先等级的通信连接带宽的时间分布成为多个时间区间的略图。
图1给出按照以太网标准实现数据包传输的、示范表示的通信连接装置。
它描绘了一个第一装置A1，一个第二装置A2以及其它装置Ai。
在这个例子中，第一装置A1充当以太网终端设备。第二装置A2充当交换元件，即所谓的以太网交换节点(以太网开关)。在这个例子中其它装置Ai又依次充当以太网终端设备。用第一下标i单意标识每一其它的装置Ai，其中第一下标是i任意的自然数。
在装置A1,A2,Ai之间存在一点对点连接，在第一装置A1和第二装置A2之间通过第一耦合K1连接，而在第二装置A2和其它装置Ai之间通过第二耦合K2连接。
然而，在所谓共享的以太网中充当以太网终端设备的装置彼此直接耦合，以及并不像在所谓的交换以太网内通过至少一个充当交换元件的装置来分开也是可能的。
因为以太网标准遵照国际标准化组织(ISO)的所谓的层模型定向，所以在原理图中的装置以通信层的形式描述。耦合K1,K2与也可称为位传输层的所谓物理层PHY一起构成物理媒体。以太网层，例如媒体访问控制层(MAC层)与位传输层耦合。在以太网层执行标准化的以太网协议。按照本发明的以太网协议的扩展可以逻辑上看作在MAC层和其它的较高通信层之间的中间层。因此，在图1中该方法作为独立层RMAC(实时媒体访问控制)描述。
下面称为中间层RMAC的独立层RMAC，一方面与MAC层耦合，另一方面与其它通信层耦合。其它通信层应当理解为任意的、公知的传输协议，例如TCP/IP(传输控制协议/网际协议(Internet Protocol))或UDP/IP(用户数据报协议/网际协议)或IPX等。所有逻辑上安置在中间层RMAC上的通信层的全体在图1中简化地称为较高层HL。有关较高层HL的装置以及位传输层PHY和MAC层的一般结构可以如所希望的在各应用的协议框架内。因为在本例中第二装置设计为以太网开关，所以在这种情况下第二装置不具有任何较高层HL。根据以太网标准这是不必要的。
虽然在图1中只描绘了三个装置，实施本方法的通信连接能够扩展到任意多个装置，因为以太网协议只涉及彼此直接耦合的装置的连接。
标准化的以太网协议有一特别的缺点在于，作为根据CSMA/CD协议的自由访问与以太网总线连接的所有设备的结果，无论待传输的数据类型如何，对于所有待传输的数据包DP自由访问是可能的。
这就导致就数据流而言不能保证对相应通信连接的数据包DP的传输提出可预定的实时请求。
下面各种实时请求被看作质量标志。在本文件范围内，质量标志例如可以理解为以下准则-数据包DP的延迟时间，-数据包DP的延迟时间的波动，-假定在通信连接或装置过载时数据包DP的损失，-有效数据速率，等等。
为了能够保证完全应用专有的特定质量标志以及保证以应用专有的方式独立预定，在本方法具有图2所示的方法步骤及本方法的一些扩展。
待传输的数据包DP经一个较高层HL输入到中间层RMAC。为了在以太网内传输数据包DP，规定以下的方法步骤。
在第一步骤201中，从任意数量的优先等级PKj中分配一个优先等级PKj给数据包DP。以第二下标j单意标识每一优先等级PKj，第二下标j是一任意的自然数。
在另一步骤202中，根据优先等级PKj，数据包DP被单意地标识。
在最后的步骤203中，数据包DP由实施本方法的第一装置A1传输到第二装置A2。
在本方法的一个扩展中，规定了同样在图2中示出的其它方法步骤。
在另一方法步骤204中，数据包DP由第二装置A2接收。
随后，在第二装置A2中求出在第一装置A1中已分配给数据包DP的优先等级PKj,205。
考虑已求得的优先等级PKj，数据包在206被传输，在本例中如图1所述，传输到其它装置Ai。
下面详细说明本实施例中各方法步骤的具体实例。优先等级PKJ分配给数据包DP201优先等级PKj分配给数据包DP一般表示可能大部分所要求的质量标志反映到优先等级PKj上，由此保证必需的质量标志的相应的结合。
尽管质量标志的个数和特性是任意的，为了保证本方法中的质量标志，考虑下述服务质量参量(QOS参量)证实是有益的。在本方法的范围内，考虑下述四个优先等级PKj(j=0,1,2,3)证实是够用的。
第一优先等级PK0用于无连接的通信连接，其中只保证以未特定的位速率，无任何担保，以及无连接的建立，尽可能取决于通信网络的利用率，传输有关数据包DP。因此，第一优先等级PKO相当于能够分配给数据包DP的最低优先权。
第二优先等级PK1用于定向连接的通信连接，其中统计上保证一个受控延迟，即数据包DP传输的最大延迟。在所谓受控延迟的业务中，实现例如下述特征-保证连接所需要的带宽，该带宽是在另外描述的连接建立中商定的；-在通信网络具有高程度负荷时传输数据包DP的过程中，平均延迟绝不比第一优先等级PK0所分配的数据包DP的延迟差；-具有高程度的通信网络负荷传输数据包DP时，最大延迟大大小于第一优先等级PK0的数据包DP的最大延迟。-由于装置A1,A2,Ai的缓冲存储器PS的溢出，数据包DP的损失率是不高的，只要数据流的特性，即在通信连接建立阶段达成的“业务协议”中商定的通信连接的特性，对于各通信连接得以保持。
因此用第二优先等级PK1实现一项业务，以此保证具有低实时要求或没有实时要求的带宽需求。第二优先等级PK1适合于例如具有对于一定带宽的通信连接要求的短脉冲性质的业务。
第三优先等级PK2涉及定向连接的通信连接。对于第三优先等级PK2分配给予的数据包DP规定例如如下业务-大多数数据包DP实际上完全被传输；-在大多数情况下，在传输时数据包DP的延迟不超过传输数据包DP的可预定的最大延迟时间。
在本文中，语言表达“大多数数据包”以这样的方式理解，即这是可预定的、例如在连接建立阶段将会给出的数目。例如在许多情况下，在一秒内1000个传输的数据包DP中的一个，以及最多在更长的时间区间内10,000个数据包DP中的一个，超过由“大多数数据包”数值给出的界限已经够用。因此第三优先等级PK2将保证一项业务，其中保证了受控延迟，连带也保证了最高延迟时限，因而实现“准实时”业务。
第四优先等级PK3也用于定向连接的通信连接。在可以分配给予数据包DP的相当于最高优先权的第四优先等级PK3情况下，例如保证如下的业务-例如对于通信连接所需的以及在连接建立期间商定的带宽可供支配；-传输时对于数据包DP保证可预定的最大延迟时间；-不会由于缓冲存储器PS的溢出出现数据包DP的损失。
因此，只要整个通信网络不失效，例如由于通信网络的事故，则在连接建立时商定的在第四优先等级PK3中的通信连接参量保证比其它优先等级PK0,PK1,PK2的情况具有高得多的统计可靠性。根据分配的优先等级PKi来标识数据包DP202标识数据包的方法，以至于使数据包DP的接收机能够分别求出哪一优先等级PKi分配给该数据包DP，能够以各类方式实现。
一般的以太网数据包DP具有例如下述按照以太网标准提到的数据包DP内的字段(参照图3a)-目标地址字段DA，在其中指出数据包DP的接收机地址；-发送机地址字段SA，在其中指出数据包DP的发送机地址；-字段类型，它由数据包DP的接收机看作为整数，并且通常具有两个八位字节的长度。字段类型按在字段内的数进行不同的说明。如果该数小于1500，则字段类型看作为例如长字段，其余的数据包DP相应于普通的所谓逻辑链控制格式(LLC-格式)。然而如果在字段类型内的数不小于1500，则该数看作为类型数据。该类型数据包括网络协议的一个编码，该协议产生后继的、包含在数据包DP中的信息。
在所谓的LLC-格式中，网络协议通过所谓的业务访问点(Service-Access-Point,SAP),LLC业务访问点(LLC SAP)定义。这种包格式的例子在图3c中描述。图3e描述了LLC格式的一种变型方案，所谓LLC子网络连接点格式(SNAP)，其中业务访问点(SAP)固定设置在十六进制值OA。在该变型方案中，网络协议在一单独的字段类型内被编码(参照图3e)。
此外，所有协议元件具有信息字段Info，它在数据包DP内包含由较高层HL引入的并待传输的实际信息。
具有校验总数编码的错误检测字段FCS也在协议格式内提供。
具有分配给数据包DP的优先等级PKi的数据包DP的标识，可根据各协议格式以不同方式实现。
在图3b中，对图3a的一般协议格式，在字段类型内装入优先标志PM。优先标志PM是一单意值，用它单意地识别优先等级PKi。一般必须单意地为相应的优先等级保留该值。
此外在本方法的一变型方案中规定最低优先等级的数据包DP，即例如对第一优先等级PK0，数据包完全不作标记而按照一般以太网标准不改变地应用。
因为一个装置使用不同级别的较高层HL，例如为了各种通信连接一方面既使用TCP/IP协议，另一方面又使用SPX/IPX协议是可能的，所以在本发明的一个扩展中，在数据包DP中提供另一字段是有益的。该另一字段称为流量识别器FID。该流量识别器FID在发送数据包DP的装置内单意地产生。因此对于数据包DP的接收机借助数据包DP可能求出数据包DP的单一分配给通信连接类型，优先标志PM和业务访问点类型以及较高层的耦合的类型。这是可能的，因为通过上述措施，MAC发送机地址和流量识别器FID的组合是遍及世界的单意的，因而在数据包DP的接收机内可用于数据包DP的单意分配。
因为，如上所述，在已标识的数据包情况下描述了字段类型的源字段内容，包含其中的与相关网络协议有关的信息必须预先分开传输到接收机，例如第二装置A2。这在信令阶段实现，关于这些将在下面详细说明。
图3d描述了对图3c中描述的协议格式的标识。这时优先标志PM包含在字段DSAP内，后者一般包含较高层HL的接收机业务访问点。
此外优先标志PM取代地或补充地包含在字段SSAP内，后者一般包含数据包DP的发送机较高层HL的业务访问点值。
在该变通方案中，也在本方法的一个扩展中，附加地在数据包DP内提供流量识别器FID的字段。
在图3e描绘的格式中，例如优先标志PM在字段类型里传输(参照图3f)。此外，又为流量指示器FID依次提供一字段。这种可能的方法，即把优先标志PM，因而优先等级PKi的数据转变为数据包DP的一个标志只是给出了大量例子之一。
在变通方案里，为接收该信息提供新字段也是可能的。
如果不同的业务访问点用于不同的数据流，则在表中记录数据流对优先等级PKi的分配，以及对分配给数据流的每一数据包DP，分配在表上已规定的相应的优先等级PKi。
然而如果不是为每一数据流提供一独立访问点，则规定例如通过由TCP/IP层引入的数据包DP的端口识别号码的求出而求出。但是也能够识别和评估识别数据包DP分配给予的、已经在比例如作为TCP/IP层高的层内产生的识别数据流的其它信息。
例如这导致如下结果，即在可能为该数据包DP识别相关的数据流情况下，可能反映到应该分配给予数据包DP相应的优先等级PKi上。
此外在本方法的一个扩展中规定为数据流，即通信连接应当保证的质量标志的反映，设计为在连接建立阶段动态可配置地形成。如果对于数据包DP配置给予的数据流没有执行连接建立阶段，则在最简单情况下，相应地分配给数据包DP第一优先等级PK0。
在下例中对装置和方法进一步详细说明。由任一应用ANW(参照图4)，例如任一程序使用的运输协议，使用UDP/IP协议，以便经过以太网传输视频数据。
如果待传输的UDP数据流的端口号码已知，则为了该连接要求资源是可能的。这时对于在下面描述的信令操作，资源管理单元BMV确定，对于哪些UDP端口号码需要哪些资源。
资源管理单元BMV实施例如连接建立阶段，并且单意标识新通信连接。所加标志由装置识别，即例如对UDP端口号码估值，并且由该端口号码出发，能够求出数据包DP的通信连接以及相应的优先等级PKi。
图4给出一个能够实施例如该方法的装置。该装置，例如第一装置A1，第二装置A2以及其它装置AI具有至少一个数据包分类单元DK，一优先权标识单元PME以及一缓冲存储器PS。
装置逻辑上设置在较高层HL和MAC层之间。
数据包分类单元DK是这样形成的，即能够实施上述质量标志在优先等级PKi上的反映。
优先权标识单元PME是这样形成的，即实施上述标识，例如把预定值写入数据包DP的一定的、可预定的数据字段内。
待传输的数据包DP，由装置的较高层HL供给。这里将它输给数据包分类单元DK，由此求出数据包DP的优先等级PKi以及将数据包DP存储在缓冲存储器PS内。
在本方法的一个进一步扩展中规定对可预定大小的缓冲存储器PS的独立部分分配单个的优先等级PKi。在分配给优先等级PKi的独立部分中只分别写入相应于已分配给缓冲存储器PS部分的优先等级PKi分配给予的数据包DP。缓冲存储器PS的各个部分优选按照先进先出原理(FIFO缓冲存储器)形成。这样，在数据包DP传输前对数据包DP实现所谓的排队是容易办到的。
通过该装置的这种设计能够容易实现本方法。
为了从部分缓冲存储器PS中读出数据包DP，能够利用任一调度程序法。在文献[2]内给出关于调度程序法的综览。
用于由部分缓冲存储器PS中读出数据包DP的一种极简单的算法可以从下面情况中看到每当为了传输数据包DP，由部分缓冲存储器PS读出数据包DP时，在所有情况下相当于最高优先等级，例如第四优先等级PK3的缓冲存储器PS的部分被调查和检验，以决定在缓冲存储器PS这部分里是否有一数据包在排队等候传输。如果不是这种情况，则逐步地按照优先权下降的顺序相应地搜索分配了下一优先等级PKi-1的缓冲存储器的下一部分。为了实施相应的调度程序法，在本装置的一个扩展提供了一个调度程序单元SCH。
此外，在本装置的一个扩展中附加提供一资源管理单元BMV。
资源管理单元BMV是这样形成的，即通过资源管理单元BMV保证下述功能中至少一个功能-管理各装置A1,A2,Ai的资源和/或为传输数据包DP用的一个通信网络的资源，这些例如是，缓冲存储器PS，例如为通信连接应当保留的以太网的带宽，调度程序SCH等；-为数据包DP实行一访问控制，作为其功能决定是否对该数据包DP进一步处理；-在装置和至少一个与该装置连接的其它装置之间实施信令操作。在这种信令操作时，没有通信连接的特性被确定，例如保留的所需要的带宽以及通信连接的其它质量标志，这些质量标志使为各数据包DP分配给予的通信连接得到保证。
在本装置的一个扩展中一分开的，独立的媒体访问控制地址(MAC地址)分配给资源管理单元BMV是有益的。其结果是资源管理单元实现独立于其余装置，只在物理上与其余的装置实现连接以及只经过耦合与装置通信是可能的。仿真碰撞的产生在本方法的扩展中规定，在作为以太网开关形成的装置内，如果缓冲存储器PS或缓冲存储器PS的一部分写满以及数据包DP将写入缓冲存储器PS或写入缓冲存储器PS的填满的部分，则对要写入的数据包DP产生所谓的仿真碰撞，因此直接通知发送机在那时间点的数据包DP不能被处理。
数据包DP发送机随后中止传输数据包DP，并且在随机选择的时间间隔之后，才重复数据包DP的传输尝试。按照这种方式防止丢失数据包DP，因为数据包DP的发送机再一次完整地发送该数据包DP。
然而，因为在本方法的这一扩展中，数据包DP的传播时间直到首次成功的数据包DP传输尝试为止，上升一定时间值，确切地说不仅对于必须要通过已填满的缓冲存储器PS的通信连接数据，而且对于制动的，即“阻塞的”发送机的所有数据包DP，不管这些数据包DP有怎样的目的地，或这些数据包DP从属于哪个通信连接，提出以下的扩展是有益的。
然而，对于具有例如实时要求的待传输的数据，如上所述，过长的延迟在某些情况下是不可接受的。因此保护具有这种要求的发送机防止仿真产生的不受欢迎的数据包DP碰撞是有益的，因为在这种类型的数据流中接受由缓冲存储器PS和/或部分缓冲存储器PS溢出引起的数据包损失，比接受发送机的整个网络接口的阻塞常常是更容易接受的。
这问题通过这种方式解决，即对于终端设备专门且动态地允许或禁止利用下面称作背压(Backpressure)的仿真碰撞的产生。
为此目的实现这样的数据的自动分配，即背压法对于经MAC地址识别的各终端设备是否是允许的。为此，对于例如作为以太网开关形成的数据包DP的接收机能够识别数据包DP的发送机是否准许背压法是必需的。该信息能够包含在例如在图5a到5f示出的包格式和/或在专用终端设备的形式下，能够记录在数据包DP的接收机内的表格里。
在图5a,5c和5e中给出了图3a,3c和3e中描绘的以太网数据包DP用的包格式。
在本方法的这个扩展中，例如在字段类型里提供了一个状态数据BPSTAT，以此指出背压法是否准许用于数据包DP的发送机。
同样，在一个扩展中提供了流量识别字段FID(参照图5b,5e,5f)。尽管在该实施例中应用了如对优先等级PKi描述的同样字段，但在变通方案中同样规定在协议格式中提供其它的字段，以便因此能够在一个数据包DP内传输两个信息类型。信令在图6说明通信连接，例如以图1所示的，可能的信令。
从第一装置A1传输一个连接请求(Connect-Request)到第二装置A2。连接请求包含，例如目标地址DA，发送机地址SA、流量识别器FID的数据、字段类型以及参量字段TSpec，其中指出对通信连接要求怎样的质量标志，以及例如业务等级字段RSpec，其中指出要求怎样的业务等级，例如通信连接要求怎样的优先等级PKi。
从第二装置A2把连接请求直接输送到其它装置Ai。对于经过多个以太网交换单元确定路线的通信连接，第二装置A2被看作大量交换单元，它们各自输送连接请求和相应的其它数据包DP到构成相应的通信连接的终端设备的那些终端设备上。
终端设备，例如其它装置Ai传输一连接应答(Connect Reply)，除了目标地址字段DA、发送机地址SA、流量识别器FID，该连接应答还包括结果数据(Success)，其中指出是否已接受所请求的通信连接。
此外，在原因Reason结果数据中指出，为什么例如通信连接没有被接受。其一种原因例如可能在于通信网络内过小的可供支配的带宽。这些数据能以可预定的方式被编码，因而这些字段只包括任意的数值。
连接应答(Connect-Reply)响应经“所有第二装置”A2输送到第一装置A1。在第一装置A1内接收连接应答(Connect-Reply)响应，并且是一个肯定的应答，即已接受该通信连接的方式的应答之后，上述的该连接建立阶段结束。
紧接着实现有用数据真正的传输，即在所有情况下根据例如商定的优先等级PKi或者甚至由发送机确定的自由的可预定的优先等级PKi分配给数据包DP，或者在所有情况下例如作为各以太网交换装置的网络负荷的功能，对数据包DP适合地分配优先等级。
如果一个通信连接被中止，则例如通过以下方式实现，即由发送机，例如由第一装置A1把连接中断请求(Disconnect-Request)传输给第二装置A2，并由第二装置A2输送到其它装置Ai。连接中断请求(Disconnect-Request)包括例如目标地址DA，发送机地址SA以及流量识别器FID。在位传输层上实现优先控制的传输在本方法的扩展中规定，在所有情况下，例如在以太网内，或者就通信连接而言在以太网范围内，可供支配的带宽被划分成许多带宽区域，例如按照提供的相应优先等级PKi的数目来划分。
该带宽每一部分用于归入优先等级PKi的数据包DP的传输，而带宽的有关部分也归入这些优先等级PKi。
只有两个优先等级PK0和PK1的相当简单的例子(参见图7)将在下面阐述。
对这种情况，例如规定两个时隙，第一时隙ZS1和第二时隙ZS2。第一时隙ZS1例如用于高优先权数据，即用于第二优先等级PK1分配给予的数据包DP，而第二时隙ZS2用于低优先等级PK0分配给予的数据包。
这时在本方法的一个扩展中为了简化方法这样规定，只管理第一时隙ZS1的大小。这意味着，时隙ZS1,ZS2根据其宽度可变地形成是有益的。由自由的可预定的参考时间t0出发，从第一时隙ZS1的时隙长度S1和参考时间点t0之和产生第二时隙ZS2的起始时间点。
时隙长度S1是这样选择的，所提供的所有高优先权的数据流的通信量AH能被传输。它满足AH<S1SF·B]]>这里用B表示相应的以太网段的带宽。用SF表示第一时隙的时隙长度S1和第二时隙ZS2的时隙长度S2之和(SF=S1+S2)。上述规则只是为确定第一时隙长度S1的大小而给出粗糙的依据。为了划分例如单个时隙长度的大小任意规则对专家都是熟悉的。
如果对于高优先权的待传输的数据存在最大延迟TDmax的要求，则应当符合例如下述规则SF＜min TDmax(所有高优先权的通信连接)+S1此外，在本方法的一个扩展中，自由可预定的装置的参考时间点t0的同步例如借助在自由可预定的时间区间内时间信息，即参考时间点t0，在自由可预定的时间区间内，由一个装置传输到所有其它装置，是有益的。由各装置接收该时间信息并且用作其新的参考时间点t0。装置的真正同步在以太网内是不可能的。然而参考点t0的这种周期性的刷新，允许包括在装置的操作系统内的时钟的足够准确调整。
在本文件中引用了下述出版物[1]U.O.Pabrai,UNIX Internetworking,Artech House，波士顿，London,P.23,1993[2]H.Zhang和D.Ferrari,Rate-Controlled Static-PriorityQueuing,Proc.of INFOCOM93,San Francisco,CA，四月199权利要求
1．用于从一个第一装置到至少一个第二装置在以太网内传输数据包的方法，-其中，至少两个优先等级之一被分配给待传输的数据包(201)，-其中，根据优先等级单意标识数据包(202)，和-其中，考虑分配给数据包的优先等级，把数据包传输到第二装置(203)。
2．根据权利要求1的方法，-其中，数据包被第二装置接收(204)，-其中，求出分配给数据包的优先等级(205)，和-其中，考虑分配给数据包的优先等级传输数据包(206)。
3．根据权利要求1或2的方法，-其中，对包含在数据包内涉及数据包的类型的信息和/或分配给数据包的一个通信连接进行分析，以及-其中，考虑求出的信息实行优先等级的分配。
4．根据权利要求1至3之一的方法，其中对于数据包实施访问检查。
5．根据权利要求1至4之一的方法，其中，在实施本方法并彼此耦合的装置之间，在数据包传输进行之前，实现涉及分配给予数据包的通信连接信令。
6．根据权利要求1至5之一的方法，-其中，至少每个优先等级被分配给至少一部分缓冲存储器(PS)，-其中，数据包只存储在分配给优先等级的缓冲存储器(PS)部分内，该优先等级也已分配给该数据包。
7．根据权利要求6的方法，其中，求出在缓冲存储器(PS)内已储存的数据包的数目和/或求出在至少部分缓冲存储器(PS)内已储存的数据包的数目，其中缓冲存储器(PS)部分被分配给一优先等级，并且只有具有相应优先等级的数据包，并以此储存在缓冲存储器(PS)内的该数据包按照储存的预定顺序读出并且传输。
8．根据权利要求7的方法，其中，通过优先等级以这种方式确定顺序，即按照数据包的下降优先级的顺序读出和传输数据包。
9．根据权利要求7的方法，其中，顺序通过预先确定的调度程序法确定。
10．根据权利要求1至9之一的方法，其中，万一缓冲存储器(PS)或者至少缓冲存储器(PS)的一个部分被存储的尚未被再次读出的数据包完全写满，并且另一个待传输的数据包将储存在该缓冲存储器(PS)或至少缓冲存储器(PS)该部分内，则产生一个仿真碰撞并且将此通知给发送该数据包(DP)的装置。
11．根据权利要求1至10之一的方法，其中，只有在数据包(DP)包含信息即允许发送数据包(DP)的装置产生仿真碰撞时才产生仿真碰撞。
12．根据权利要求1至11之一的方法，其中，对于具有任意数目的待传输的数据包的一个通信连接，保留可以在通信连接开始时规定的用于通信连接的资源。
13．根据权利要求1至12之一的方法，-其中，由一个装置在可预定的时间区间内产生至少一个时间信息，该信息传输到与此装置耦合的至少一部分其它装置，-其中，时间信息包括一个同步信息，作为同步信息的函数，求出时间区间用于传输每一具有一可预定优先等级的数据包，-其中，时间信息由至少一些其它装置接收，-其中，对已接收的时间信息进行估值，求出同步时间，作为同步时间的函数，求出时间区间用于传输每个具有预定优先等级的数据包。
14．根据权利要求13的方法，其中，数据包只在为优先等级提供的时间区间内传输，这些优先等级已被分配给数据包。
15．实现权利要求1至14之一的方法的装置，-其中，具有一个数据包分类单元(DK)，以此至少两个优先等级之一分配给待传输的数据包，-具有一个优先权标识单元(PM)，以此根据优先等级对数据包单意地标识，-具有一个缓冲存储器(PS)，至少待传输的数据包在此缓冲存储。
16．实现权利要求2至14之一的方法的装置，-具有一个接收单元(EM)，以此在以太网交换单元中接收待传输的数据包，-具有一个优先权识别单元(PA)，以此求出分配给数据包的优先等级，-具有一个缓冲存储器(PS)，至少待传输的数据包在此缓冲存储。
17．根据权利要求15或16的装置，具有资源管理单元(BMV)，它是这样设计的，即保证至少下述功能之一-管理装置资源和/或管理用于传输数据包的数据网络资源，-作为分配给数据包优先等级的函数对数据包的访问控制(CAC)，-在装置和至少一个与该装置耦合的其它装置间的信令，以此确定分配给数据包的通信连接的特性。
18．根据权利要求17的装置，其中资源管理单元(BMV)具有它自己的媒体访问控制地址(MAC地址)。
19．根据权利要求15至18之一的装置，其中缓冲存储器(PS)的至少一部分分配给予优先等级，并且只有一个具有相应优先等级的数据包被存储。
20．根据权利要求15至19之一的装置，其中，缓冲存储器(PS)和/或至少缓冲存储器(PS)的一部分被设计成先进先出型缓冲存储器(FIFO缓冲存储器)。
全文摘要
当一个数据包在以太网内传输时,数据包被分配一个优先等级(201)。此外,数据包根据优先等级被标识(202)和传输(203)。其结果是,也使在以太网内传输具有实时要求的通信连接的数据包成为可能,它也可能在数据统计方面确保了特定的时间要求。
文档编号H04L12/413GK1217115SQ97194198
公开日1999年5月19日 申请日期1997年3月4日 优先权日1996年3月8日
发明者S·伯金, B·布劳恩, H·P·胡思 申请人:西门子公司