专利名称：提供基于以太网协议的级联连接、性能监控和保护体系结构的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及数据通信系统。更具体地说，本发明涉及这样的系统和方法，其使在SONET网络上传输的以太网能够受益于诸如级联(tandem)连接监控之类的特征。
背景技术：
对数据通信服务的需求正极快地增长。增长的需求大多是由于更多的家庭和商业计算机用户连接到因特网这一事实所导致的。此外，由因特网传送的流量的类型正从较低带宽的应用朝着高带宽应用转移，这些高带宽应用包括语音流量和视频流量。
以太网协议或数据传输技术广泛用于局域网(LAN)中。但是，在诸如城域网(MAN)之类的更大的网络中，一般使用SONET传输系统。因此，当数据从LAN被发送到MAN上时，服务提供商一般必须管理两种不同的协议，并且在这两种协议之间执行高效转换。服务提供商可能必须对装备和服务进行配置，以将数据从LAN发送到MAN上，这可能是复杂并且昂贵的过程。
汇聚数据链路(CDL)是一种向以太网提供服务提供商一般期望来自SONET的操作、经营和管理能力的协议。使用具有CDL的以太网来经由MAN转移数据有效地消除了对在以太网协议和SONET协议之间执行转换的需求。此外，可大大消除对于配置装备和服务以接受以太网和SONET两者的需求。
由于SONET传输系统提供了以太网或具有CDL的以太网没有提供的某些期望的特征，所以当以太网而不是SONET被用来经由MAN传输数据时，这些期望的特征中的某些可能丧失了。级联连接监控就是由SONET以及SDH提供的一种功能，但是一般不可用于以太网。使用级联连接监控一般使得能够在多个域或服务提供商网络间提供发送部分差错性能信息，本领域的技术人员将理解这一点。因此可以确定出发生差错的域。
图1是代表包括多个域的网络的图。网络100可以被划分为多个域104。每个域104包括网络元件108，例如第一域104a包括网络元件108a。当要从在第一域104a中的网络元件108a发送路径消息112到第三域104c中的网络元件108d时，分组通过第二域104b中的网络元件108b、108c被发送。
当在网络100中可获得级联连接监控时，如上所述，操作员或网络管理员可以对网络100中的子网或域104的性能进行评估。级联连接监控用在SONET和SDH网络中，用来提供关于在网络中发生的差错的信息。当数据被传送经过网络100中的不同域104时，对与每个路段116(每个路段116与路径消息112相关联)相关联的性能进行监控可能是重要的，尤其是在每个域104可能由不同的操作员管理时。使用级联连接监控使差错或缺陷的源能够被识别出，从而能够对这些源作出修改或更正，以减少差错或缺陷发生。
由于级联连接监控一般在以太网协议或具有CDL协议的以太网中不可用，所以一般来说不能对与整条完整路径相关联的不同域之间的每条路径的性能进行监控。换言之，一般不能利用以太网协议来确定特定差错或缺陷产生的位置。由于以太网流量在MAN中日益流行，所以可能希望向以太网协议提供级联连接监控。
因此，需要用于使得能够将级联连接监控应用到通过网络发送的以太网分组的方法和装置。更具体地说，所期望的是允许对以太网信号进行级联连接和性能监控的系统。
发明内容
本发明涉及下述方法和系统，所述方法和系统用于在以太网和汇聚数据链路(CDL)协议中提供级联连接监控和性能监控能力。根据本发明一个方面，提供了一种用于处理分组的方法，分组包括前序布置，前序布置包括与帧相关联的至少一个前序，该方法包括在包括在网络路径中的第二网络元件处接收来自包括在该网络路径中的第一网络元件的分组；然后确定在该网络路径的源和第二网络元件之间是否已发生至少一个差错。当确定在网络路径的源和第二网络元件之间已发生差错时，第一差错计数指示被插入到前序布置中来充分说明该差错。
在一个实施例中，该方法还包括使用第二网络元件对与前一分组相关联的位间插奇偶校验进行监控，其中位间插奇偶校验被存储在前序布置中。在另一个实施例中，如果第二网络元件是网络路径内的级联连接的源，则还包括将充分说明差错的第二差错计数指示插入到前序布置中，并且将级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示中的至少一个插入到该前序布置中。
通过将用于级联连接监控和性能监控的信息存储在以太网帧的前序中，级联连接监控和性能监控能力可以被提供给以太网流量。由于以太网帧的前序中的某些位不常使用，所以覆写这些位一般不会对帧有显著的负面影响。因此，可以在以太网中提供级联连接监控和性能监控，以使数据可以使用以太网被移动穿过城域网(MAN)。结果，可以在以太网中提供作为典型的SONET特征的特征。
根据本发明的另一个方面，提供了一种适于在网络内的路径中使用的网络元件，该网络元件包括接收具有前序布置的以太网分组的接收器；以及访问并更新该前序布置的处理器。前序布置包括与在以太网分组中包括的帧相关联的至少一个前序，并且包含位间插奇偶校验码、远程差错指示和远程缺陷指示中的至少一个、路径踪迹标识符、差错计数以及性能监控信息。在一个实施例中，以太网分组是汇聚数据链路(CDL)协议的以太网分组。在这种实施例中，前序布置还包括在SONET网络中使用的操作、经营和管理信息。
在阅读下面的详细描述并且研究附图中的各个图示后，将清楚本发明的这些和其他优点。
结合附图参考下面的描述可以最好地理解本发明，在附图中图1是代表包括多个域的网络的图。
图2是代表以太网帧的图。
图3a是代表根据本发明实施例在以太网分组的前序(preamble)中包括的内容的框图。
图3b是代表根据本发明实施例在以太网帧的前序部分中包括的位的图。
图4是代表根据本发明实施例包括级联连接路径的整个路径的图。
图5a和图5b是图示了根据本发明实施例的一种方法的流程图，该方法在帧沿路径(即，图4中的路径400)传递时使用与分组的以太网帧相关联的前序来辅助级联连接监控。
图6a～d是图示了与根据本发明实施例的一种方法相关联的步骤的流程图，该方法用于在以太网分组穿过路径时对该以太网分组的帧的前序进行更新。
图7是代表根据本发明实施例的完整路径的图，在该路径中，远程差错指示和远程缺陷指示被插入和提取。
图8代表适于实现本发明的计算设备。
具体实施例方式
以太网信号常常是经由针对SONET或SDH配置的城域网(MAN)发送的。然而，SONET和SDH网络的一些特征在以太网网络中一般不可用。具体而言，级联连接监控一般不可用于以太网协议中。因此，在通常使用SONET或SDH传输系统的MAN上发送的以太网流量一般不能受益于对不同域之间与通过网络的整条完整路径相关联的每条路径或链路进行的级联连接监控。
通过将相关信息存储在作为以太网分组的一部分的帧的前序中，级联连接监控和性能监控可以被提供给以太网信号，例如具有汇聚数据链路(CDL)的以太网信号。通过覆写前序中的位而将这种信息存储到前序中，这允许以太网流量或具有CDL的以太网流量受益于级联连接监控和性能监控，而不影响以太网流量或具有CDL的以太网流量的有效载荷。一般而言，用于实现级联连接监控和性能监控的某些类型的信息可以存储在基本上单个前序中来提供级联连接监控，而其他信息可以使用以太网分组中的多个前序来存储。
图2是代表以太网帧的图。以太网帧200包括前序206和“主体”212。以太网帧200还可以包括可选扩展218。可以包括约八个字节或者说六十四位的前序206传统上用来提供这样的能力，即，用于使具有少量分段的异步信号对齐。即，历史上前序206被用于同步目的。然而，如上所述，由于一般使用更多数量的分段，并且通常连续发送数据，所以将前序用于同步目的正变得不那么重要。因此，可以将前序位用于其他目的，例如，用来允许级联连接监控。
主体212一般包括地址字段、存储客户数据的字段、存储数据字段的长度的字段以及存储帧校验序列的字段。作为示例，主体212可以包括但不限于包括位形式的媒体访问控制(MAC)地址和MAC客户数据，它们要被从源传送到目的地或汇点(sink)。一般来说，MAC地址可以包括最多大约六个字节，并且客户数据可以包含最多大约1500字节。
为了有效确保以太网帧200对于冲突足够长以适当地传播，以太网帧200可以包括扩展字段218。扩展字段218可用来允许以太网帧200满足最小发送长度要求，本领域技术人员将理解这一点。
在所述实施例中，前序206可以用于存储这样的信息，该信息允许在通过包括级联连接路径的整个路径来发送以太网帧序列时执行级联连接监控。可能需要多于一个前序206来存储某些类型的信息。参考图3a，将根据本发明实施例来描述与以太网分组相关联的前序的内容。如前所述，以太网帧的每个前序一般包括八个字节，或者说六十四位。分组前序布置300可以包括与以太网分组相关联的任意数目的前序，其被布置为支持级联连接监控、性能监控和保护体系结构。在一个实施例中，当支持CDL协议时，分组前序布置300还可以包括操作、经营和维护(OAM)能力，这些能力一般是在SONET网络中所期望的。
分组前序布置300包括位间插(bit-interleaved)奇偶校验位302。位间插奇偶校验位302一般代表基于四位的位间插奇偶校验。在一个实施例中，可以在不包括与前一分组相关联的开销位的情况下基于前一分组计算出基于四位的对角间插奇偶校验(DIP-4)，然后存储为位间插奇偶校验位302。在出现随机差错时，DIP-4一般提供与其他BIP-4码基本相同的差错保护能力。另外，由于单列差错可能发生在单条有缺陷的线路中，所以DIP-4允许它们分散在多个奇偶校验位中，本领域技术人员将理解这一点。同样，与没有实现差错检测时发生未检测到的差错的概率相比，DIP-4码将正发生的未检测到的差错的概率有效地降低了若干数量级。
尽管DIP-4码可以基于八位而被计算出，但是用来计算DIP-4码的位数可以变化很大，例如，该计算可以基于十六位。为了计算DIP-4码，可以接收数据字的流，并且使其以位列的形式对准，以使该流中第一个字在这些列的顶部，而该流中的最后一个字在这些列的底部。奇偶校验位可以通过以对角方式对数据求和而生成。在一个实施例中，在DIP-4过程中生成的最后十六位校验和被划分为两个字节，这两个字节以2为模彼此相加，从而产生八位校验和，这八位校验和被分割为两个四位的元组，然后以2为模彼此相加，从而产生最终的DIP-4码。最终的DIP-4码可以存储为前序300中的位间插奇偶校验位302。在2001年4月的题为“System Packet Interface Level 5(SPI-5)OC-768 System Interface forPhysical and Link Layer Devices”的文献OIF2001.134中描述了一种用于计算DIP码的方法，该文献通过引用整体结合于此。
前序布置300还包括远程缺陷指示(RDI)位304和远程差错指示(REI)位306。RDI位304可以包括指示完整路径内的两个相邻元件之间的RDI远端接收故障的位；指示从有效负载的总的源到该有效负载的总的目的地或汇点的RDI的位；以及指示作为完整路径的一部分的级联连接内的RDI的位。类似地，REI位306可以包括指示完整路径内的两个相邻元件之间的REI远端接收故障的位；指示从有效负载的总的源到该有效负载的总的汇点的REI的位；以及指示作为完整路径的一部分的级联连接内的RDI的位。将在下面参考图7a和图7b讨论RDI和REI过程。
前序布置300中的路径踪迹标识符(TTI)位308是通用TTI，其可以是基于十六个字节的，并且可由有效负载的源插入。通用TTI可被表示在与约七十六个帧相关联的位中，以使这七十六帧序列中的前八个帧的TTI位308可以用于存储多帧对准字，而该序列中的剩下的帧可以用来传输与级联连接相关联的信息。一般而言，TTI位308可用来允许对特定层的信号完整性进行校验。TTI机制一般确保网络元件将数据发送到期望的网络元件，即，网络被正确地配置。
前序布置300中的传入差错计数(IEC)位310被布置为指示由完整路径中的网络元件所检测出的差错。IEC位310可以包括指示由完整路径中的每个网络元件检测出的差错的位；以及指示基本上仅在级联连接内部检测出的差错的位。最后，前序布置300可以包括“K”位312，其可用于保护管理。本领域技术人员将理解，“K”位可以分布在多个帧上，即，多个帧的多个前序，以形成K1、K2或K3字节。作为示例，K1字节的八位可以分布在八个帧的前序中。在一个实施例中，“K”位312可以包括在传输保护管理协议中使用的二十四位。这二十四位可以包括标识源节点、目的地节点和诸如网桥请求码之类的命令的位。“K”字节在题为“Types and Characteristics of SDH Network Protection Architecture”的ITU-T G.841标准中描述，该标准通过引用整体结合于此。使用存储在前序布置300中的“K”位312允许使用基本上任何合适的方法来执行性能监控。
存储在前序布置300中的位可以以基本上任何适当的顺序来布置，并且一般可以放置于前序布置300的每个前序中的任何位置。图3b是代表根据本发明实施例在以太网帧的前序部分中包括的位的图。以太网帧的前序的部分330包括十六位332，该十六位332中的第一位332a是部分330内的最高有效位，第十六位332p是部分330内的最低有效位。应当意识到尽管部分330被描述为具有十六位332，但是包括在部分330中的前序位的数目取决于特定系统的需求可能差别很大。
位间插奇偶校验码位(例如，DIP-4码位)可被存储为部分330内的四位332-d。REI远端接收故障位被存储为位332e，而完整路径REI位被存储为位332f。级联连接REI(TC-REI)位被存储为位332g，并且“K”位被存储为位332h。应当意识到，对于REI、RDI和“K”位，由于常常需要多于一位来表示REI、RDI和使用“K”字节的保护管理方案，所以与REI和RDI、或者“K”字节相关联的位序列可分布在多个帧的前序上。
位332i、332j被布置来存储与TTI、以及RDI信息相关联的位，所述RDI信息可以包括RDI远端接收故障信息、完整路径RDI信息和级联连接RDI(TC-RDI)信息。即，位332i、332j也可以用来传输相邻网络元件之间的RDI信息、完整路径RDI信息和TC RDI信息，例如全部TTI的每八个帧的前序中的那些。位332k～m被布置为存储IEC位，并且可由检测出差错的每个网络元件更新；位332n～p被布置为存储IEC-TC位，并且可以基本上仅由与级联连接路径的开头相关联的网络元件写入。本领域技术人员将理解，被存储为位332k～m和位332n～p的位序列可能差别很大。例如，被存储为位332k～m的位序列“000”可以指示不存在检测出的差错或DIP-4违例，并且位序列“001”可以指示存在一个检测出的差错或DIP-4违例，而位序列“111”可以充当传入警告指示信号。
前序330可以作为前序330被写入，或者更具体地说，被写入到包括前序330的以太网帧中，并且从整个路径的源被发送到整个路径的汇点。图4是代表根据本发明的包括级联连接路径的整个路径的图。整个路径400开始于作为路径400的源的第一网络元件404a。一般而言，网络元件404是网络内的节点，例如路由器。从第一网络元件404a开始，正从第一网络元件404a向作为汇点的第六网络元件404f传播的帧传递通过第二网络元件404b和级联连接路径，其中级联连接路径开始于第三网络元件404c并且终结于第五网络元件404e。
一般来说，在第一网络元件404a或者说整个路径400的源处计算位间插奇偶校验。应当意识到，位间插奇偶校验是基于在第一网络元件404a处发起的前一分组计算出的，并且被插入到在第一网络元件404a处发起的当前分组的帧的前序中。传入差错计数一般可以由网络元件404a～f确定，并且在帧传递通过网络元件404a～f时被插入到该帧的前序中。其他差错计数可由第三网络元件404c插入，该网络元件404c是级联连接路径的源，这将在下面讨论。
参考图5a和图5b，将要描述根据本发明实施例的一种具体方法，该方法用于在分组的以太网帧沿路径(即，图4的路径400)传递时使用与该帧相关联的前序来辅助级联连接监控。使用前序来辅助级联连接监控的过程500开始于步骤504，在当前分组被完整路径的第一网络元件(NE1，例如图4的路径400的网络元件404a)处理时，该第一网络元件基于前一分组计算出位间插奇偶校验。如上所述，位间插奇偶校验可以基本上是任何位间插奇偶校验，例如基于四位的位间插奇偶校验，例如DIP-4。一般而言，位间插奇偶校验是使用前一分组的有效负载位计算出的，并且的确使用了诸如前序位之类的开销位。结果，存储为开销位的任意位一般不会影响位间插奇偶校验的计算。
一旦位间插奇偶校验被计算出，在步骤508中，代表该位间插奇偶校验的位就作为前序位被插入到当前分组中。然后，在步骤512中，随着分组传递到与第一网络元件类似的作为第一域的一部分的第二网络元件(NE2)，该第二网络元件监控存储在前序中的位间插奇偶校验。在步骤516中，第二网络元件(例如，图4的网络元件404b)用来确定第一网络元件和第二网络元件之间是否存在任何差错。当第二网络元件检测出第一网络元件和第二网络元件之间的差错时，第二网络元件在步骤520中将与所检测出的差错的数目相对应的位插入到前序中。一般来说，差错的数目被插入为前序的IEC字段中的四位。
在第二网络元件在步骤520中将位插入到前序的IEC字段中之后，或者如果第二网络元件在步骤516中未检测到第一网络元件和第二网络元件之间的任何差错，则过程流移动到步骤524，在该步骤中，分组被传递到第三网络元件(NE3)，第三网络元件监控由第一网络元件计算出的位间插奇偶校验。在所述实施例中，第三网络元件(例如，图4的第三网络元件404c)是其中发生级联连接监控的第二域的一部分。
在步骤528中，第三网络元件确定是否已检测出第二网络元件和第三网络元件之间的任何差错。尽管第三网络元件能够检测出第一网络元件和第三网络元件之间的基本所有可检测的差错，但是，第三网络元件可以使用存储在前序的IEC字段中的信息来确定出第二网络元件和第三网络元件之间的差错的数目。因此，当第三网络元件检测出第二网络元件和第三网络元件之间的差错时，在步骤532中，第三网络元件报告或者将与第一网络元件和第三网络元件之间的差错的数目相对应的位插入到前序的IEC字段中。即，当检测出第二网络元件和第三网络元件之间的差错时，第三网络元件可以覆写存储在IEC字段中的任何位。
一旦与由第三网络元件检测出的第一网络元件和第三网络元件之间的差错的数目相对应的位被存储到前序中，或者如果在步骤528中确定出第三网络元件未检测出第二网络元件和第三网络元件之间的任何差错，则第三网络元件在步骤536中将与所检测出的第一网络元件和第三网络元件之间的差错的总数相对应的位插入到前序内。应当意识到，在步骤536中插入的位被插入到与在步骤532中已插入的位不同的位置中。由于第三网络元件是级联连接的起点，所以第三网络元件在步骤536中报告或将检测出的第一网络元件和第三网络元件之间的差错的总数存储到前序的IEC TC字段中，而在步骤532中报告或存储的位被存储在IEC字段中。如前所述，一般仅级联连接的起点可以对前序中的IEC TC字段执行写入。
在前序中的IEC TC字段已被写入后，分组被传递到第四网络元件(NE 4)，第四网络元件也是级联连接的一部分，在步骤540中，第四网络元件监控由第一网络元件计算出的位间插奇偶校验。第四网络元件还在步骤544中检测第一网络元件和第四网络元件之间的基本所有差错，然后更新前序中的IEC字段，并且如果适当的话还可以在步骤548中确定所检测出的在第三网络元件和第四网络元件之间的差错的数目。
当确定出了第三网络元件和第四网络元件之间的差错的数目后，分组被传递到作为级联连接中的最后网络元件的第五网络元件(NE 5)。第五网络元件在步骤552中监控由第一网络元件计算出的位间插奇偶校验。在监控位间插奇偶校验后，第五网络元件在步骤552中检测第一网络元件和第五网络元件之间的基本所有差错，然后在适当时更新前序。然后，在步骤556中，第五网络元件可以计算第四网络元件和第五网络元件之间发生的差错的数目。在所述实施例中，由于第五网络元件在级联连接的终点，所以第五网络元件还在步骤556中确定第三网络元件和第五网络元件之间的差错的数目。这种确定例如可以通过将由第五网络元件检测出的差错的总数与下述信息相比较来作出，所述信息是存储在前序的IEC TC字段中的信息，该信息指示由第三网络元件(更具体地说，作为级联连接的起点的网络元件)检测出全部差错的数目。
一旦第五网络元件检测出差错，分组就被传递到第六网络元件(NE6)，第六网络元件是在在第一网络元件处发起的完整路径中包括的最后一个网络元件，如图4所示。在步骤562中，第六网络元件监控由第一网络元件计算出的位间插奇偶校验，然后在步骤564中检测与完整路径相关联的基本所有差错。即，第六网络元件检测第一网络元件和第六网络元件之间的基本所有差错。在检测出基本所有差错后，第六网络元件在步骤568中计算第五网络元件和第六网络元件之间的差错数目，然后使用前序来辅助级联连接监控的过程完成。
图6a～d是图示了与根据本发明实施例的一种方法相关联的步骤的流程图，该方法用于在以太网分组传递通过路径时对该以太网分组的帧的前序进行更新。更新前序的过程600开始于步骤602，在该步骤中，分组在整个路径中的第一(或者当前)网络元件处被处理。即，在整个路径的源处对分组进行处理。在步骤606中，当前网络元件基于前一分组计算位间插奇偶校验。在计算出位间插奇偶校验后，当前网络元件在步骤610中将所计算出的位间插奇偶校验插入到与该分组相关联的前序中。此时和此后，术语“前序”用于指分组中的基本任意数量的前序，或者前序布置。换言之，将位插入到“前序”中可以包括如果适当的话将位插入到多个前序中。
一旦与前一分组的位间插奇偶校验相对应的位被插入到前序中，当前网络元件就在步骤614中将通用TTI位插入到前序中。在一个实施例中，TTI可以基于约七十六个帧来构造，但是应当意识到构造TTI可以基于的帧(从而前序)的数量可能差别很大。在适当时，当前网络元件还可以在步骤618中将完整路径远程差错指示以及完整路径远程缺陷指示插入到前序中，或者将完整路径远程差错指示代替完整路径远程缺陷指示插入到前序中。如上所述，多个帧的前序每个都可以具有插入在其中的关于完整路径远程差错指示或完整路径远程缺陷指示的位。或者，这些位可以构造为使一个前序可被用来表示完整路径远程差错指示，而后续前序可用来表示完整路径远程缺陷指示。换言之，使用多个前序来表示远程差错指示或远程缺陷指示的的方式可能有所不同。
在步骤622中，确定出当前网络元件是否是级联连接的开头。如果在步骤622中确定出当前网络元件不是级联连接的开头，则过程流从步骤622移动到步骤626，在步骤626中，分组被转发到整个路径中的下一个网络元件。应当意识到，一旦下一个网络元件接收到该分组，该下一个网络元件就实际上变成当前网络元件。新的网络元件在步骤630中监控计算出的奇偶校验，即，存储在前序中的位间插奇偶校验，然后在步骤634中确定是否已检测出当前网络元件和前一网络元件之间的任何差错。
当在步骤634中确定出已检测出当前网络元件和前一网络元件之间的差错时，当前网络元件在步骤636中将与所检测出的差错的数目相对应的位插入到前序中。在所述实施例中，这种一般与由当前网络元件检测出的差错的总数相对应的位被插入到前序的IEC字段中。
当在步骤636中传入差错计数位被插入到前序中后，或者如果在步骤634中确定出没检测到当前网络元件和前一网络元件之间的差错，则过程流移动到步骤640，在步骤640中，确定当前网络元件是否是级联连接的开头。如果确定出当前网络元件是级联连接的开头，则在步骤644中，当前网络元件在适当时将级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示之一或其二者插入到前序中。然后，当前网络元件在步骤648中将级联连接传入差错计数插入到前序中，例如，插入到前序中的IEC-TC字段中。
一旦级联连接传入差错计数被插入到前序中，分组就被发送到在步骤652中接收该分组的下一网络元件。当下一网络元件接收到分组后，该下一网络元件实际上变成当前网络元件，并且在步骤656中监控存储在前序中的奇偶校验。然后在步骤660中确定当前网络元件是否是级联连接的结尾。
当在步骤660中确定出当前网络元件是级联连接的结尾时，过程流移动到步骤676中，在该步骤中，当前网络元件检测完整路径的开头和当前网络元件之间的差错。然后，在步骤684中，当前网络元件将传入差错计数插入到前序中，该差错计数实质上是所检测出的在直到当前网络元件的整个路径内发生的差错的总数。一旦传入差错计数被插入到前序中，当前网络元件就在步骤684中计算前一网络元件和当前网络元件之间的差错的数目。当前网络元件还在步骤688中计算级联连接的开头和当前网络元件之间的差错的数目。
在计算出级联连接的开头和当前网络元件之间的差错的数目后，在步骤690中，当前网络元件在适当时终止前序中的级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示之一或其二者。然后在步骤692中确定当前网络元件是否是完整路径的结尾。即，在步骤692中确定当前网络元件是否是完整路径的汇点。
如果在步骤692中确定出当前网络元件不是完整路径的结尾，则过程流返回到步骤626，在该步骤中，分组在完整路径中的下一个网络元件处被接收到。或者，如果在步骤692中确定出当前网络元件是完整路径的结尾，则在步骤694中确定出完整路径差错。确定完整路径差错一般包括识别由当前网络元件检测出的基本所有差错，即，识别所检测出的完整路径的源和该完整路径的汇点之间的差错。在确定出完整路径差错后，在步骤696中例如通过将所检测出的完整路径差错的数目与存储在前序的IEC字段中的位相比较，从而可以检测出前一网络元件和当前网络元件之间的任何差错。一旦检测出前一网络元件和当前网络元件之间的差错，在步骤698中，当前网络元件在适当时终止前序中的远程差错指示和远程缺陷指示之一或二者，并且在分组沿完整路径传递时更新前序的过程完成。
再参考步骤660，在该步骤中确定当前网络元件是否是级联连接的结尾，如果确定出当前网络元件不是级联连接的结尾，则当前网络元件就是级联连接的一部分。这样，在步骤664中，当前网络元件检测完整路径的开头和当前网络元件之间的差错。一旦完整路径的开头和当前网络元件之间的差错被检测出，当前网络元件就在步骤668中将传入差错计数插入到前序中。应当意识到，在所述实施例中，传入差错计数指示所检测出的在直到当前网络元件的完整路径内的差错的总数。
在当前网络元件将传入差错计数插入到前序中后，当前网络元件在步骤672中计算前一网络元件和当前网络元件之间的差错的数目。然后，过程流返回到步骤652，在该步骤中分组在下一网络元件处被接收到。
返回步骤640，确定当前网络元件是否是级联连接的开头，如果确定出当前网络元件不在级联连接的开头处，则表明当前网络元件可能是完整路径的汇点。因此，过程流从步骤640移动到步骤692，在该步骤中确定当前网络元件是否在完整路径的结尾处。
再参考步骤622，如果确定出当前网络元件是级联连接的开头，则暗示当前网络节点可以将远程差错指示或远程缺陷指示之一或其二者写到前序中。因此，过程流从步骤622前进到步骤644，在该步骤中，如果合适的话，当前网络元件可以将级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示中的至少一个插入到前序中。
如前所述，远程差错指示和远程缺陷指示可以被插入到前序中，并且可以从多个帧的前序中抽取出或被终止。在一个实施例中，完整路径的远程差错指示(完整REI)或完整路径的远程缺陷指示(完整RDI)可以由完整路径的源插入，而级联连接远程差错指示(TC REI)和级联连接远程缺陷指示(TC RDI)可以由级联连接的源插入。完整REI和完整RDI可以由完整路径的汇点抽取或终止，而TC REI和TC RDI可由级联连接的汇点抽取或终止。参考图7，将根据本发明一个实施例描述完整REI、完整RDI、TC REI和TC RDI的插入和终止。网络元件704被包括在整个完整路径708中。整个完整路径708包括第一完整路径和第二完整路径，第一完整路径源自网络元件704a，终结于网络元件704f；第二完整路径实际上源自网络元件704f，终结于网络元件704a。
当网络元件704a是完整路径的源时，完整REI和完整RDI可以由网络元件704a插入到与以太网分组的多个帧相关联的前序中。在网络元件704a为完整路径的源时网络元件704f可以是该路径的汇点，网络元件704f然后可以终止完整REI和完整RDI。如果以太网分组然后被网络元件704f发送会网络元件704a，则作为完整路径的源，网络元件704f可以将完整REI和完整RDI插入到以太网分组的相关前序中，而网络元件704a可以终止完整REI和完整RDI。
在整个完整路径708内，存在包括网络元件704c～e的级联连接路径712。因此，当网络元件704e是级联连接路径712的源时，网络元件704c可以将TC REI和TC RDI插入到以太网分组的前序中，而作为级联连接路径712的汇点的网络元件704c可以终止TC REI和TC RDI。
图8图示了适于实现本发明的通用计算设备或计算机系统。计算机系统1030包括任意数量的处理器1032(也称作中央处理单元，或者说CPU)，处理器1032耦合到存储器设备，存储器设备包括主存储器件1034(一般是随机访问存储器，或者说RAM)和主存储器件1036(一般是只读存储器，或者说ROM)。ROM工作来将数据和指令单向传送到CPU 1032，而RAM一般用来双向传送数据和指令。
CPU 1032一般可以包括任意数量的处理器。主存储器件1034和1036可以包括任意合适的计算机可读介质。副存储介质1038一般是大容量存储设备，其也双向耦合到CPU 1032，并且提供其他数据存储容量。大容量存储设备1038是可用来存储包括计算机代码的程序、数据等的计算机可读介质。一般来说，大容量存储设备1038是诸如硬盘或磁带之类的存储介质，其一般比主存储器件1034和1036慢。大容量存储设备1038可以采用磁带或纸带读取器或者某些其他公知设备的形式。应当意识到，存储在大容量存储设备1038中的信息在适当的情形中可以以标准方式作为虚拟存储器结合为RAM 1036的一部分。诸如CD-ROM之类的特定主存储设备1034也可以向CPU 1032单向传递数据。
CPU 1032还耦合到一个或多个输入/输出设备1040，输入/输出设备1040可以包括但不限于例如下述设备视频监视器、轨迹球、鼠标、键盘、麦克风、触摸屏、转换器读卡器、磁带或纸带读取器、写字板、记录笔、语音或手写识别器、或者其他公知的输入设备，例如其他计算机。最后，CPU 1032可以可选地使用在1042处总地示出的网络连接被耦合到计算机或电信网络，例如，局域网、外联网或内联网。对于这种网络连接，可以设想CPU 1032在执行上述方法步骤时可能接收来自网络的信息，或者可能将信息输出到网络。这种信息通常表示为要使用CPU 1032执行的指令序列，并且例如可以以包含在载波中的计算机数据信号的形式从网络接收到和输出到网络。对于计算机硬件和软件领域的技术人员，上述设备和材料是熟习的。
尽管只描述了本发明的数个实施例，但是应当理解，可以以任何其他特定形式实现本发明，而不脱离本发明的精神和范围。例如，对前序内的位的组织可能差别很大。信息一般可以按照基本任意合适的顺序被存储在前序中，并且用来实现级联连接监控和性能监控的前序中的位可以不同。此外，帧的数目，或者更具体地说用来基本完全表示诸如通用TTI和“K”字节之类的信息的前序的数目也可以变化很大。
尽管与传入差错计数相对应的位一般可被表示在单个前序中，并且从而被插入到单个前序中，但是传入差错计数也可被表示在作为以太网分组一部分的任意数目的前序中。例如，传入差错计数可以被插入到以太网分组的基本每个前序中。类似地，尽管与位间插奇偶校验相对应的位可以被插入到单个前序中，但是这些位也可以存储在以太网分组的任意数目的前序中。
使用以太网帧的前序来存储可以用于级联连接监控和性能监控的信息一般被描述为适用于以太网流量或具有CDL的以太网流量。然而，应当意识到，CDL协议仅是可以使以太网能够具有一般在SONET网络中可用的多种操作、经营和管理能力的协议的一个示例。
一般而言，与用于提供级联连接监控和性能监控的的方法相关联的步骤可能差别很大。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，这些步骤可以被添加、删除、改变或重排序。例如，与插入和抽取“K”位相关联的步骤一般可以被添加到更新前序的方法。
尽管本发明一般被描述为适于在与计算设备相关联的处理单元中实现，但是可以使用基本任意合适的机制或设备来实现本发明。例如，对以太网帧的前序进行填充和读取可以使用这样的硬件执行，所述硬件可以包括但不限于专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。即，基本上任意合适的硬件都可以配置为实现上述各个功能。因此，本示例应被考虑为说明性的而不是限制性的，并且本发明不限于这里给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改。
权利要求
1.一种用于处理分组的方法，所述分组包括至少一帧和前序布置，所述前序布置包括与至少一帧相关联的至少一个前序，所述方法包括在包括在网络路径中的第二网络元件处接收来自包括在所述网络路径中的第一网络元件的分组；确定在所述网络路径的源和所述第二网络元件之间是否已发生至少一个差错；以及当确定在所述网络路径的源和所述第二网络元件之间已发生所述至少一个差错时，将充分说明所述差错的第一差错计数指示插入到所述前序布置中。
2.如权利要求1所述的方法，还包括使用所述第二网络元件对与前一分组相关联的位间插奇偶校验进行监控，其中所述位间插奇偶校验被存储在所述前序布置中。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述位间插奇偶校验由所述源计算出并被存储在所述前序布置中。
4.如权利要求1所述的方法，其中，当所述第二网络元件是所述网络路径内的级联连接的源时，所述方法还包括当确定在所述网络路径的源和所述第二网络元件之间已发生所述至少一个差错时，将充分说明所述差错的第二差错计数指示插入到所述前序布置中；以及将级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示中的至少一个插入到所述前序布置中。
5.如权利要求1所述的方法，其中，当所述第二网络元件是所述网络路径内的级联连接的汇点时，所述方法还包括识别所述级联连接的源和所述第二网络元件之间的差错的数目；以及从所述前序布置中抽取出级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示中的至少一个。
6.如权利要求1所述的方法，其中，当所述第二网络元件是所述网络路径的汇点时，所述方法还包括识别所述第一网络元件和所述第二网络元件之间的差错的数目；以及从所述前序布置中抽取出完整路径远程差错指示和完整路径远程缺陷指示中的至少一个。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述前序布置还包括路径踪迹标识符；以及与性能监控信息相关联的位。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述性能监控信息包括K1字节、K2字节和K3字节之一。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述网络路径的源是所述第一网络元件。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述分组是以太网分组。
11.一种适于处理分组的网络元件，所述分组包括至少一帧和前序布置，所述前序布置包括与至少一帧相关联的至少一个前序，所述网络元件包括用于接收来自包括在网络路径中的第一节点的分组的装置；用于确定在所述网络路径的源和所述网络元件之间是否已发生至少一个差错的装置；以及用于当确定在所述网络路径的源和所述第二网络元件之间已发生所述至少一个差错时，将充分说明所述差错的第一差错计数指示插入到所述前序布置中的装置。
12.如权利要求11所述的网络元件，还包括用于对与前一分组相关联的位间插奇偶校验进行监控的装置，其中所述位间插奇偶校验被存储在所述前序布置中。
13.如权利要求12所述的网络元件，其中，所述位间插奇偶校验由所述源计算出并被存储在所述前序布置中。
14.如权利要求11所述的网络元件，其中，当网络元件是所述网络路径内的级联连接的源时，所述网络元件还包括用于当确定在所述网络路径的源和所述网络元件之间已发生所述至少一个差错时，将充分说明所述差错的第二差错计数指示插入到所述前序布置中的装置；以及用于将级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示中的至少一个插入到所述前序布置中的装置。
15.如权利要求11所述的网络元件，其中，当所述网络元件是所述网络路径内的级联连接的汇点时，所述网络元件还包括用于识别所述级联连接的源和所述网络元件之间的差错的数目的装置；以及用于从所述前序布置中抽取级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示中的至少一个的装置。
16.如权利要求11所述的网络元件，其中，当所述网络元件是所述网络路径的汇点时，所述网络元件还包括用于识别所述第一节点和所述网络元件之间的差错的数目的装置；以及用于从所述前序布置中抽取完整路径远程差错指示和完整路径远程缺陷指示中的至少一个的装置。
17.如权利要求11所述的网络元件，其中，所述前序布置还包括路径踪迹标识符；以及与性能监控信息相关联的位。
18.如权利要求11所述的网络元件，其中，所述分组是以太网分组。
19.一种适于处理分组的网络元件，所述分组包括至少一帧和前序布置，所述前序布置包括与至少一帧相关联的至少一个前序，所述网络元件包括致使来自包括在网络路径中的第一节点的分组被接收到的编码设备；致使确定在所述网络路径的源和所述网络元件之间是否已发生至少一个差错的编码设备；以及当确定在所述网络路径的源和所述第二网络元件之间已发生所述至少一个差错时，致使充分说明所述差错的第一差错计数指示被插入到所述前序布置中的编码设备。
20.如权利要求19所述的网络元件，还包括致使与前一分组相关联的位间插奇偶校验被监控的编码设备，其中所述位间插奇偶校验被存储在所述前序布置中。
21.如权利要求20所述的网络元件，其中，所述位间插奇偶校验由所述源计算出并被存储在所述前序布置中。
22.如权利要求19所述的网络元件，其中，当网络元件是所述网络路径内的级联连接的源时，所述网络元件还包括当确定在所述网络路径的源和所述网络元件之间已发生所述至少一个差错时，致使充分说明所述差错的第二差错计数指示被插入到所述前序布置中的编码设备；以及致使级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示中的至少一个被插入到所述前序布置中的编码设备。
23.如权利要求19所述的网络元件，其中，当所述网络元件是所述网络路径内的级联连接的汇点时，所述网络元件还包括致使所述级联连接的源和所述网络元件之间的差错的数目被识别的编码设备；以及致使级联连接远程差错指示和级联连接远程缺陷指示中的至少一个被从所述前序布置中抽取出的编码设备。
24.如权利要求19所述的网络元件，其中，当所述网络元件是所述网络路径的汇点时，所述网络元件还包括致使所述第一节点和所述网络元件之间的差错的数目被识别的编码设备；以及致使完整路径远程差错指示和完整路径远程缺陷指示中的至少一个被从所述前序布置中抽取出的编码设备。
25.如权利要求19所述的网络元件，其中，所述前序布置还包括路径踪迹标识符；以及与性能监控信息相关联的位。
26.如权利要求25所述的网络元件，其中，所述分组是以太网分组。
27.一种适于在网络内的路径中使用的网络元件，所述网络元件包括接收器，所述接收器被布置为接收具有前序布置的以太网分组，所述前序布置包括与包括在所述以太网分组中的帧相关联的至少一个前序，所述前序布置被布置为包含位间插奇偶校验码、远程差错指示和远程缺陷指示中的至少一个、路径踪迹标识符、差错计数以及性能监控信息；以及处理器，所述处理器被布置为访问所述前序布置来更新所述前序布置。
28.如权利要求27所述的网络元件，其中，所述处理器被布置为确定位间插奇偶校验码。
29.如权利要求27所述的网络元件，其中，所述处理器被布置为对包含在所述前序布置中的所述位间插奇偶校验码进行监控，并且所述处理器还被布置为检测所述路径中的至少一个差错，并且当检测出所述路径中的至少一个差错时将与所述路径中的至少一个差错相关联的信息作为差错计数存储。
30.如权利要求27所述的网络元件，其中，所述处理器被布置为将所述远程差错指示和远程缺陷指示中的至少一个插入到所述前序布置中，所述处理器还被布置为将所述路径踪迹标识符和所述性能监控信息插入到所述前序布置中。
31.如权利要求27所述的网络元件，其中，所述前序布置还被布置为包括用于级联连接监控的信息。
32.如权利要求27所述的网络元件，其中，所述以太网分组是汇聚数据链路(CDL)协议的以太网分组。
33.如权利要求32所述的网络元件，其中，所述前序布置还包括与所述CDL协议相关的管理、操作和经营信息。
全文摘要
本发明公开了下述方法和装置，所述方法和装置用于在以太网和汇聚数据链路协议中提供级联连接监控和性能监控能力。根据本发明一个方面，提供了一种用于处理分组的方法，分组包括前序布置，前序布置包括与帧相关联的至少一个前序，该方法包括在包括在网络路径中的第二网络元件处接收来自包括在该网络路径中的第一网络元件的分组；然后确定在该网络路径的源和第二网络元件之间是否已发生至少一个差错。当确定在网络路径的源和第二网络元件之间已发生差错时，第一差错计数指示被插入到前序布置中来充分说明该差错。
文档编号G06F11/00GK1829972SQ200480021619
公开日2006年9月6日 申请日期2004年6月22日 优先权日2003年7月29日
发明者吉博托·洛派诺 申请人:思科技术公司