专利名称：帧管理方法及其交换器与网络架构的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种帧管理方法及其交换器与网络架构，特别是有关于应用在网络连结装置(如交换器)中的一种帧管理方法，通过安排网络连结装置运作时所需的控制帧至适当队列，使得网络连结装置的运作效率得以提高。
目前常用的网络连结装置一般有集线器、桥接器、交换器和路由器等。由于集线器和桥接器缺少帧过滤的功能，而路由器的成本也相对较高，所以在网络连接时，交换器便逐渐成为大量使用的一种网络连结装置。
在交换器等网络连结装置中，每一个连接端口都具有一定的对应存储区，一般这些存储区为先进先出(First In First Out；FIFO)队列(Queue)或FIFO缓冲区(Buffer)。在交换器进行传送、接收或转传帧的运作时，帧将暂时储存在这些FIFO队列中。
请参考
图1，其绘示为公知交换器内部的帧处理示意图。当帧30自连接端口20进入交换器10后，交换器10将进行帧过滤处理40，借以检查此帧30是否可经由交换器10的其它连接端口转传至帧30指定的目的地。经过帧过滤处理40后，得到确认为可转传的帧时，帧30再经过帧分配处理50，根据此帧30的指定的目的地，以及此帧30的数据类型(如控制帧、音频帧或视频帧等)，再配合交换器10内部的组态设定，将帧分配及暂存于进行转传的连接端口70所对应的FIFO队列80中，最后帧30通过帧传送60依序按时经连接端口70传送出去。
在网络通讯中，除了数据帧在不断传递外，控制帧也不断在各个网络装置和网络连结装置之间互相传递，以确认网络通讯的双方(如点对点的网络通讯)或多方(如广播的网络通讯)之间的传送状态，从而不断进行调整，使得数据帧的传送或接收更为畅顺、快速和准确。因此，控制帧能否按时且正确地在各个网络装置和网络连结装置之间传送和接收，对网络的工作效率和通讯的服务品质都会产生不少的影响。
当网络不繁忙时，由于数据流量不大，交换器或路由器等网络连结装置内部的FIFO队列并未满载，故可依接收到的帧所包含的信息(如帧的数据型态、处理等级和目的地等)，将帧从容分配至适当连接端口所对应的FIFO队列，借以等待被转送出去。而网络运作所需的控制帧，也能被有效分配至FIFO队列以等待传送、接收或处理，所以网络得以畅顺运作。
然而，当网络繁忙且流量越趋频繁时，交换器需要处理的帧数量也大为增加，交换器内部的FIFO队列很快即满载，虽然网络运作所需的控制帧的传送、接收或处理，会被设定为优先于其它数据帧，但由于FIFO队列已经满载或接近满载，使得控制帧需要等到排在前方的帧处理完及传送/接收后，才能得到传送、接收或处理，造成网络装置和网络连结装置之间无法正常传输和接收控制信号，网络连结装置因而得不到按时和正确的控制帧，网络的服务品质便受到影响而下降。
本发明的目的为提供一种帧管理方法及其交换器与网络架构，特别是有关于应用在网络连结装置(如交换器)中的一种帧管理方法，通过安排网络连结装置运作时所需的控制帧至网络连结装置内具有较高处理等级的FIFO队列，使得控制帧的处理得以优先于其它数据型态的帧，网络连结装置从而能按时及正确地传输控制帧，借以解决公知控制帧未能按时传送、接收或处理的问题。
根据以上所述目的，本发明提供一种帧管理方法及其交换器与网络架构，此帧管理方法包括有设定网络连结装置内数个FIFO队列中的一FIFO队列具有较高处理等级，而其余FIFO队列具有较低处理等级；以及分配控制帧至具有较高处理等级的FIFO队列，其中此控制帧是网络连结装置于运作时所需的一控制信号，并由外接或内建于此网络连结装置的控制装置所输出。
本发明也提供一种应用帧管理方法的交换器，至少包括数个连接端口；数个FIFO缓冲群，每一FIFO缓冲群包括数个FIFO队列，且每一FIFO缓冲群分别对应于数个连接端口其中之一，而数个FIFO队列中的一FIFO队列具有较高处理等级，其余FIFO队列则具有较低处理等级；以及一分配装置，此分配装置用以分配一控制帧至具有较高处理等级的FIFO队列，其中此控制帧是交换器于运作时所需的一控制信号，且此控制信号可由内建于交换器的一控制装置所输出，或由外接于交换器的一控制装置所输出，通过网络连结将控制帧送入交换器。
另外，本发明还提供一种应用帧管理方法的网络架构，至少包括第一网络连结装置；第二网络连结装置，此第二网络连结装置至少具有一第一连接端口和一第二连接端口，其中第一连接端口网络连结至第一网络连结装置，且此第一连接端口具有第一缓冲群，第一缓冲群中的一第一FIFO队列的处理等级，设定为高于第一缓冲群中的其它第一FIFO队列的处理等级，而第二连接端口具有一第二缓冲群，第二缓冲群中的一第二FIFO队列的处理等级，也设定为高于第二缓冲群中的其它第二FIFO队列的处理等级；以及控制装置，此控制装置输出控制帧以控制该第一网络连结装置，其中此控制帧暂存于第一缓冲群的第一FIFO队列，且经由第二网络连结装置的第一连接端口传送至第一网络连结装置，其中此控制帧是第一网络连结装置于运作时所需的一控制信号，且此控制信号可由内建于第一网络连结装置的控制装置所输出，或由外接于第一网络连结装置的控制装置所输出。借着利用本发明的帧管理方法及其交换器与网络架构，可让网络连结装置之间的控制帧得以优先处理及传送，降低控制帧的转传或自接收至传送之间的延迟，进而提高网络提供的服务品质。
10交换器 20连接端口30帧 40帧过滤处理50帧分配处理 60帧传送70连接端口80FIFO队列100交换器 102帧104连接端口 106FIFO缓冲群108FIFO队列 110FIFO队列112连接端口 114FIFO缓冲群116FIFO队列 118FIFO队列120帧过滤处 122判断处理
124分配装置200网络202网络连结装置204连接端口206网络连结装置208连接端口210连接端口212控制装置214控制帧 216控制帧所以根据本发明的帧管理方法，当帧102自连接端口104输入时，交换器100先执行帧过滤处理120，检查帧102是否可经由交换器100的其它连接端口转传至帧指定的目的地。经过帧过滤处理120后，再执行判断处理122，判断此帧102是否为控制帧，若此帧102为控制帧，则将此帧102暂存于FIFO缓冲群106中具有较高处理等级的FIFO队列108内，其中FIFO缓冲群106对应于连接端口104。若此帧102不是控制帧，则将此帧102暂存于FIFO缓冲群106中其它的FIFO队列110内。
由于FIFO缓冲群106内的FIFO队列108具有较高处理等级，而其它FIFO队列110只具有较低处理等级，所以暂存在此FIFO队列108的帧102很快便得到处理，交换器100可根据帧102所包含的信息(如帧的数据型态、处理等级和目的地等)，适当分配帧102到FIFO缓冲群114中具有较高处理等级的FIFO队列116，其中FIFO缓冲群114对应连接端口112。然后依FIFO规则，帧102便能迅速地经由连接端口112而被传送出去。另外，FIFO缓冲群114中其它的FIFO队列118，用以暂存非控制帧的其它帧。因此，借着本发明的帧管理方法，网络装置和网络连结装置(如交换器等)之间的控制帧，在传送、接收和转传时，得以自其它数据型态的帧区分出来，并暂存于具有较高处理等级的FIFO队列中，所以能优先于其它帧而进行传送及接收，使得网络装置和网络连结装置之间的通讯和控制更准确，从而提高网络提供的服务品质。
另外，本发明也提供了应用帧管理方法的网络架构，请参考图3，其为应用本发明的一实施例的网络架构示意图。在图3的网络架构下，网络200通过网络连结装置202的连接端口204和网络连结装置206的连接端口208，将网络连结装置202和网络连结装置206连接，而网络连结装置202的连接端口210则与控制装置212连接。此控制装置212用以控制网络连结装置206，而进行控制操作所需的控制帧，并且通过网络连结装置202和网络200来进行传输。
当控制帧214由控制装置212传送给网络连结装置206时，控制帧214将先暂存于连接端口210的FIFO缓冲群内具有较高处理等级的FIFO队列中，再依序按时经连接端口204及网络200传送至网络连结装置206。然后，控制帧214经过网络连结装置206的帧过滤处理和判断处理后，连接端口208的FIFO缓冲群中具有较高处理等级的FIFO队列将被规划为用以暂存控制帧214，最后网络连结装置206依序处理此控制帧214。
同理，当控制帧216由网络连结装置206传送给控制装置212时，控制帧216将先暂存于连接端口208的FIFO缓冲群中处理等级较高(如较高处理等级)的FIFO队列内，再依序按时经连接端口208及网络200传送至网络连结装置202。然后，控制帧216经过网络连结装置202的帧过滤处理和判断处理后，连接端口204的FIFO缓冲群中具有较高处理等级的FIFO队列将被规划为用以暂存控制帧216。接着再转存至连接端口210中具有较高处理等级的FIFO队列内，最后网络连结装置202依序将此控制帧216传送至控制装置212。
本发明的优点为提供了一种帧管理方法及其交换器与网络架构，根据本发明的帧管理方法，网络连结装置运作所需的控制帧，在网络连结装置传送前或网络连结装置接收后，都被暂存至具有较高处理等级的队列中，以获得优先于其它数据型态的帧的处理，因此可降低控制帧的转传或自接收至传送之间的延迟，进而提高网络提供的服务品质。
权利要求
1.一种帧管理方法，应用于具有多个队列的一网络连结装置中，其特征是，该帧管理方法至少包括设定该些队列的一队列具有一第一处理等级，且该些队列的其余队列具有一第二处理等级，而具有该第一处理等级的该队列比具有该第二处理等级的该些队列的其余队列优先处理，其中该第一处理等级为一较高处理等级，该第二处理等级为一较低处理等级；以及分配一控制帧至具有该第一处理等级的该队列，其中该控制帧提供该网络连结装置于运作时所需的一控制信号。
2.如权利要求1所述的帧管理方法，其特征是，该控制信号由内建于该网络连结装置中的一控制装置所输出。
3.如权利要求1所述的帧管理方法，其特征是，该控制信号是由一控制装置所输出，而该控制装置外接于该网络连结装置，并通过网络连结将该控制帧送入该网络连结装置。
4.如权利要求1所述的帧管理方法，其特征是，该些队列为多个先进先出(FIFO)队列。
5.一种使用帧管理方法的交换器，其特征是，该交换器至少包括多个连接端口；多个缓冲群，每一该些缓冲群包括多个队列，且每一该些缓冲群分别与每一该些连接端口相对应，而该些队列的一队列预设为一第一处理等级，该些队列的其余队列预设为一第二处理等级，且具有该第一处理等级的该队列较具有该第二处理等级的其余队列优先被处理；以及一分配装置，其分配一控制帧至具有该第一处理等级的该队列中，通过该控制帧提供该交换器于运作时所需的一控制信号。
6.如权利要求5所述的使用帧管理方法的交换器，其特征是，该控制信号由内建于该交换器中的一控制装置所输出。
7.如权利要求5所述的使用帧管理方法的交换器，其特征是，该控制信号是由一控制装置所输出，而该控制装置外接于该交换器，并通过网络连结将该控制帧送入该交换器。
8.如权利要求5所述的使用帧管理方法的交换器，其特征是，该些队列为多个FIFO队列。
9.一种使用帧管理方法的网络架构，其特征是，该网络架构至少包括一第一网络连结装置；一第二网络连结装置，至少具有一第一连接端口和一第二连接端口，其中该第一连接端口网络连结至该第一网络连结装置，且该第一连接端口具有一第一缓冲群，该第一缓冲群中的一第一队列的处理等级，设定为高于该第一缓冲群中的其它第一队列的处理等级，而该第二连接端口具有一第二缓冲群，且该第二缓冲群中的一第二队列的处理等级，设定为高于该第二缓冲群中的其它第二队列的处理等级；以及一控制装置，该控制装置输出一控制帧以控制该第一网络连结装置，其中该控制帧暂存于该第一队列，且经由该第一连接端口而被传送至该第一网络连结装置。
10.如权利要求9所述的使用帧管理方法的网络架构，其特征是，该第二网络连结装置为一交换器。
11.如权利要求9所述的使用帧管理方法的网络架构，其特征是，该控制装置内建于该第二网络连结装置。
12.如权利要求9所述的使用帧管理方法的网络架构，其特征是，该控制装置外接于该第二网络连结装置，且该控制装置网络连结至该第二网络连结装置的该第二连接端口，该控制装置输出该控制帧在暂存于该第一队列之前，先经过该第二连接端口且暂存于该第二队列中，然后才暂存于该第一队列内。
13.如权利要求9所述的使用帧管理方法的网络架构，其特征是，该第一缓冲群包括多个第一FIFO队列。
14.如权利要求9所述的使用帧管理方法的网络架构，其特征是，该第二缓冲群包括多个第二FIFO队列。
全文摘要
一种帧管理方法及其交换器与网络架构，本发明提供的帧管理方法包括设定网络连结装置内一先进先出(First In First Out；FIFO)队列(Queue)具有较高处理等级，且其它FIFO队列具有较低处理等级；以及分配控制帧至具有较高处理等级的FIFO队列，其中此控制帧是此网络连结装置于运作时所需的一控制信号，并由外接或内建于此网络连结装置的控制装置所输出。利用本发明的帧管理方法及其交换器与网络架构，可让网络连结装置之间的控制帧得以优先处理及传送，降低控制帧的转传或自接收至传送之间的延迟，进而提高网络提供的服务品质。
文档编号H04L12/24GK1459952SQ0212026
公开日2003年12月3日 申请日期2002年5月17日 优先权日2002年5月17日
发明者李霁芳 申请人:智邦科技股份有限公司