专利名称：在以太网体系结构中实现动态信道化的接口和相关方法
技术领域：
本发明一般地涉及数据网络领域，更具体地说，涉及在以太网体系结构中实现动态信道化(channelization)的接口和相关方法。
背景技术：
随着计算机技术的进步，网络的使用也在发展，这些网络将计算机系统相互通信地耦合在一起，使得远程计算机系统能够交换信息。这样一种网络拓扑的一个例子就是以太网标准拓扑结构，它是由电气和电子工程师协会(IEEE)的802.3标准委员会制定的。在过去的十年间，以太网标准已从10Mb/S标准发展到100Mb/S标准，再到1Gb/S标准，最近，已提出了一种10Gb/S的以太网标准，IEEE 802.3ae将其命名为“Local andMetropolitan Area Networks-Part 3Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection(CSMA/CD)Access Method and Physical LayerSpecifications-Media Access Control Parameters，Physical Layers andManagement Parameters for 10Gb/s Operation”，以上每种标准都作为参考而包括进来。
正如目前所提出的那样，802.3ae以太网标准规定了单个10Gb/s的通信信道，它是四条通道(lane)的集合，其中每一条通道以3.125Gb/s(或者说，对于整个集合信道而言是12.5Gb/s)的信号速率提供了8b/10b编码数据的2.5Gb/s的全双工数据率。若在上下文中设置10Gb/s的数据率，则整个DVD的内容可以在不到6秒钟的时间内通过10Gb/s的链路传送出去。参考图1给出了遵从802.3ae的网络接口(NI)体系结构的示例。
先看图1，这里给出了传统的10Gb/s网络接口的框图。可见，传统的802.3ae网络接口包括系统总线接口102、一个或多个输入/输出缓冲器104、802.3ae媒体访问控制器(MAC)106、耦合到10Gb/s连接单元接口(XAUI)110的编码器/解码器108和10Gb/s收发器112。这里，系统总线接口102和I/O缓冲器104有效地将802.3ae MAC耦合到主机系统的处理元件上。经由接口102从主机的处理元件接收内容，并根据需要而将所述内容向/从802.3ae MAC进行缓冲。802.3ae MAC处理所接收的数据以利于通过网络通信链路进行通信。为此，802.3ae将数据分组化用于传输，并将从通信链路接收到的信息解分组化用于推进到主机处理元件。802.3aeMAC被耦合到编码器/解码器108，以提供信令将2×1G信道封装为单个2.5G的XAUI信道。
10G外部连接单元接口(XAUI)被绘制为包括四条信道，其形成了四条全双工通信“通道”，它们通过物理媒体接口(PMI)112(例如，光收发器)集合起来，提供10Gb/s的通信链路。XAUI接口110用于扩展802.3ae MAC的有效传输长度，从而有助于在将802.3ae MAC连接到物理媒体接口时获得更高的灵活性。为此，XAUI接口使用8b/10b编码方案执行附加的编码，使得四条信道中的每一条都在3.125Gb/s的信号速率上支持2.5Gb/s的数据率(两个速率之差是分配给编码开销的)。可以理解，物理媒体接口112在准备通过物理介质而传输的内容时也可以执行附加的编码(例如，64b/66b)。
虽然10Gb以太网体系结构的巨大吞吐率为在相当长的时间内消除网络处理的瓶颈提供了可能，但是本领域的技术人员明白，当前的计算平台无法使用这一速率的数据。因此，10G以太网体系结构的当前实施方案在遵从802.3ae的设备和更多的传统计算资源(例如，客户端计算机、主机系统、服务器等等)之间肯定需要相当大的缓冲，以使得传统的计算设备能够根据其处理能力来使用数据。
另一个比较大的限制在于，正如所提出的那样，802.3ae设备不能与旧式的以太网接口在链路级协同工作(即，按照开放系统互连(OSI)通信模型的说法)。也就是说，所提出的802.3ae标准与旧式的以太网标准不同，旧式的以太网标准通过让设备“后退”到最低的公共通信水准(例如，10Mb、100Mb或1Gb数据率)而提供链路级的兼容，而802.3ae标准不提供与常见以太网设备的这种链路层兼容。缺少这种后向兼容性，就无法向消费者提供一条允许他们在需要时升级网络的各个组件的迁移路径。我们知道，以前的以太网体系结构是非常普及的，消费者在他们的以太网联网体系结构上投入了大量资金，因此，他们不太可能干脆成批地替换这些网络元件而完成这种升级。
因而，虽然802.3ae标准提案为以太网的未来指出了方向，但很多限制妨碍着市场中对遵从802.3ae的设备的早期接纳和采用。首先，若在接口处不做相当大的缓冲，则802.3ae设备的通信速率会很快地压倒主机系统。本领域的技术人员将会理解，提供这种缓冲所需的存储器元件及相关的控制将使通常的802.3ae接口增加很多成本。
在附图中以示例而非限制的方式对本发明进行说明，图中相同的标号指代的是类似的元件，其中图1是代表现有技术网络接口的常见网络接口示例的简化框图；图2是根据本发明的一个实施例而加入本发明教导的网络接口示例的框图；图3是根据本发明的一个实施例，在图2的网络接口示例中的某些元件的具体框图；图4是根据本发明的教导实现可扩展网络接口的方法示例的流程图；图5是根据本发明的一个方面，用于动态链路信道化的方法示例的流程图；图6是根据本发明的一个方面，用于在一个网络信道内实现速率定步的方法示例的流程图；图7是根据本发明的一个实施例，用于图示本发明的速率定步方面的帧序列示例的图形；图8是根据本发明教导的可扩展网络接口的示例性联网实施例的框图；以及图9是根据本发明的可替换实施例，包括多条可执行指令的存储介质的示例框图，所述指令在被执行时，使得访问中的机器实现本发明的创造性通信代理(agent)的一个或多个方面。
具体实施例方式
本发明一般地涉及用于在以太网体系结构中实现动态信道化的接口和相关方法。为此，提出了一种可扩展的网络接口，其有效地使得遵从802.3ae的设备能够与主机系统相互接口，而无需很大的缓冲，并且还提供了一种与旧式的以太网设备后向兼容的元件。根据一个实施例，提出了一种可扩展网络接口，其识别远程网络设备的通信和/或处理能力，并且在802.3ae物理信道内建立一条虚拟信道，以根据所识别出的远程网络设备的能力与之进行通信。动态信道化特性的其它实施例将会在后面得到更充分地阐述。本领域的技术人员将会理解，根据下述讨论，可扩展网络接口的动态信道化特性将提供一种与旧式网络设备具有后向兼容性的元件。
根据本发明的另一方面，可扩展网络接口至少部分地基于远程网络设备的处理能力，引入与远程网络设备之间建立的通信信道，并进而对其进行节流。为此，给出了一种速率定步(rate pacing)元件，其有效地将(虚拟/物理)通信信道的数据率降低到低于该信道数据率的任意水平。本领域的技术人员将会理解，结合动态信道化特性可以很好地使用速率定步元件，以生成适合于网络接口和/或其它网络元件的处理能力的任意数据率的虚拟信道。为此，给出了一种可扩展接口及相关方法，使得遵从802.3ae的网络设备与旧式装备有效地接口。
在整个说明书中所提及的“一个实施例”或“实施例”指的是关于该实施例所描述的特定特性、结构或特征至少包括在本发明的一个实施例中。因而，在整个说明书中不同地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”指的不一定是同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中可用任何适当的方式将特定的特性、结构或特征组合起来。
示例性可扩展网络接口图2给出了根据本发明教导的示例性可扩展网络接口的框图。除了上面介绍的在常见的802.3ae网络接口中出现的元件之外，可扩展网络接口200被绘制为包括控制逻辑202、交换器204、一个或多个1Gb/s MAC、复用(MUX)编码器/解码器208和旧式的物理媒体互连设备210，每个组件如所绘制的那样相互耦合。虽然绘制为多个互不相同的功能件，但是本领域的技术人员将会理解，这些元件中的一个或多个可以组合成单个功能实体。或者，某些元件可被分割为多个功能元件。由此，在本发明的范围和精神之内可预想到更高或更低复杂度的可替换实施例，这些实施例仍然使得遵从802.3ae的网络接口能够与旧式的网络元件协同工作。
用在此处，控制逻辑202控制网络接口200的可扩展性方面。为此，控制逻辑202确定接口200是耦合到802.3ae网络还是某种旧式网络(例如，1Gb/s、100Mb/S、10Mb/S)。根据一个实施例，控制逻辑202使用自动协商特性来识别远程网络设备所支持的通信速率。在这方面，控制逻辑202可以使用多种自动协商技术中的任何一种。根据本发明的一个方面，后面将更充分地展开，一旦控制逻辑202已识别出远程网络设备的通信能力，控制逻辑202就允许选择接口资源，以在10Gb/s信号速率的通信链路112内建立一条与远程设备的通信能力相称的通信信道。虽然为清楚起见只绘出了单独的功能实体，但是本领域的技术人员将会理解，完全可以将控制逻辑202的这一方面包含在接口200的其它物理或逻辑元件内。例如，在一种实施方案中，在物理媒体接口内实现控制逻辑202的自动协商特性，例如在遵从802.3ae的设备的10G物理媒体接口(PMI)内实现。为此，希望控制逻辑202代表本领域众多公知控制逻辑中的任意一种，所述控制逻辑例如是(多个)微处理器、(多个)微控制器、(多个)可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、(多个)状态机等等。或者，控制逻辑202可以是内容(例如，可执行指令)，所述内容在由计算器件执行时实现这里所描述的控制特性。
如图所示，交换器204通过I/O缓冲器104对去往/来自所通信耦合的(多个)系统的数据进行路由。根据本发明的一个方面，交换器204将这种信息路由到一个或多个遵从802.3ae的MAC 106和/或一个或多个1Gb/sMAC 206，或者路由来自以上MAC的信息。根据一个实施例，交换器204从控制逻辑(例如202)接收控制信息，以在(多个)I/O缓冲器104和(多个)MAC 106和/或206之间路由内容。根据所图示的实施例，由控制逻辑例如控制逻辑202经由直接存储器访问(DMA)对交换器204进行控制。
根据本发明的一个实施例，接口200设有一个或多个1Gb/s媒体访问控制器(MAC)206以实现本发明的动态信道化特性。即，根据一个实施例，网络接口200包括一个或多个1Gb/s MAC，它们有选择地工作在1Gb/s，以建立与远程网络设备之间低于10Gb/s的数据信道。根据一个实施例，所述低于10Gb/s的数据信道是建立在802.3ae通信链路的10Gb/s带宽之内的虚拟信道。根据一个实施例，在低于10Gb/s的通信链路(例如，常见的1Gb/s以太网链路)上建立所述低于10Gb/s的数据信道。如图所示，所绘出的每一个1Gb MAC 206都是双重1Gb/s MAC，每一重都具有一个输入端和输出端。用在这里，(多个)这种MAC完成分组化和编码功能，以生成用于传输到接收网络设备的遵从802.3ae的报文。
根据另一个实施例，后面将更充分地展开，增强常见的802.3ae MAC106，以允许802.3ae MAC在10Gb/s通信链路上建立低于10Gb/s的数据信道。正如下面所充分阐述的那样，根据这个实施例，增强型802.3ae MAC(或者，这里称为增强型10G MAC(EXMAC))有选择地调用时间分片(timeslicing)机制(未具体标明)，以在10Gb/s信号发送信道内建立低于10Gb/s的数据信道(虚拟信道)。根据本发明这个实施方案的一个示例性方面，EXMAC调用的时隙的数量是至少部分地基于远程网络设备的通信能力的。根据一个实施例，EXMAC有选择地将所述信道解析为10个时隙，每一个约为1Gb/s的数据信道。EXMAC可以使用这些时隙中的几个来生成(多个)更高带宽的数据信道，或者也可以将10Gb/s的带宽解析为更多的时隙以产生(多个)更低带宽的信道。根据一个实施方案，EXMAC接收10G数据，并将10G数据解析为10个1Gb/s的虚拟信道，以传递到所通信耦合的(多个)低于10Gb/s的以太网接口。
除了以上所公开的内容之外，根据本发明的另一方面，还可以用速率定步特性进一步增强802.3ae MAC 106或1Gb/s MAC 206中的一个或多个。正如下面所充分阐述的那样，有选择地使用速率定步特性，以在10Gb/s信号发送信道内降低有效的数据信道速率。根据速率定步特性的一个实施例(即，结合10Gb/s MAC或1Gb/s MAC而使用)，MAC有选择地在内容的连续帧之间注入“空闲”控制指示。由此，分隔各帧的一个或多个连续的空闲控制元素有效地降低了数据信道的速率，例如，降低到可被接收网络元件接受的速率。本领域的技术人员将会理解，本发明的链路信道化和速率定步要素的组合可使得创造性的接口200能够动态地建立一条被扩展来满足旧式网络设备的通信能力的数据信道。
如上所述，10Gb/s连接单元接口(XAUI)由四个全双工XAUI信道组成。如上所述，这些XAUI信道中的每一个都执行8b/10b编码，以在3.125Gb/s的信号速率下提供2.5Gb/s的数据信道。根据常见的实施方案，相异的信道所生成的四条通道被集合起来，以在12.5Gb/s的信号速率上提供10Gb/s的数据信道。根据本发明的一个实施例，如果接口200设有(多个)1Gb/s MAC 206，则复用编码器/解码器模块208有选择地向/从各个XAUI信道路由内容。根据一个实施例，用单个XAUI信道将两个1Gb/sMAC 206配对在一起，其中每个MAC 206都可以占用每个XAUI信道所提供的2.5Gb/s信道带宽中的1Gb/s。如果(例如，交换器204)选择了802.3ae MAC，那么将使用全部四个信道，以支持802.3ae MAC 106的带宽需求。如果(例如，交换器204)选择了一个或多个1Gb/s MAC，那么使用一个或多个相关的XAUI信道来支持带宽。
如上所述，复用编码器/解码器模块208有选择地将XAUI接口110与一个或多个媒体访问控制器(例如106和/或206)耦合起来。此外，模块208采用传统的遵从802.3ae的编码器/解码器模块的编码/解码特性。
继续参考图2，除了传统的遵从802.3ae接口的10Gb/s物理媒体接口(例如接口100)之外，可扩展网络接口200还可以包括一个或多个物理媒体接口210。根据一个实施例，创造性的可扩展网络接口200包括一个或多个1Gb/s物理媒体接口210，它们中至少有一部分在XAUI链路的一端和/或每一端，即PMI侧以及MAC侧具有相同的XAUI信道化逻辑(未具体指明)。这种“逻辑”负责将1G信道映射到XAUI上，然后回退(back off)XAUI，然后把它们发送到将发出数据到各个1G信道的1G逻辑。根据一个实施例，接口200包括8个1Gb/s的物理媒体接口。
本领域的技术人员将会理解，给定上述设置，可扩展网络接口200使得遵从802.3ae的网络接口能够与旧式装备之间进行交互和通信，而这是传统接口所不能提供的。由此，创造性的接口提供了迄今为止尚未出现的、从旧式的以太网实施方案到令人振奋的10Gb/s以太网体系结构的迁移路径。
图3图示了仅仅根据本发明的一个实施例，用于实现本发明教导的示例性体系结构的框图。根据图3所示出的例子，大量1Gb/s MAC 206通过控制元件302被耦合到复用编码器/解码器模块208，其有选择地将去往/来自一个或多个MAC 106和/或206的内容施加到XAUI接口110的一个或多个适当的XAUI信道上。虽然被绘制成单独的功能元件，但是本领域的技术人员将会理解，控制元件302也可被实施为输入到从1Gb/s MAC 206到编码器/解码器模块208的数据流中的控制。如图所示，控制元件302包括“空闲”特性，以便于对上述速率定步特性的选择性调用。
根据所图示的实施例，复用器308有效地选择遵从802.3ae的MAC106或者一个或多个1Gb/s MAC，以实施本发明的动态信道化特性。如果需要低于10Gb/s的数据信道，则使用一个或多个1Gb/s MAC 206，并使用一个或多个复用元件304到306将这些MAC 206有选择地接通到编码器/解码器108。在这样一种实施方案中，所述一个或多个1Gb/s MAC被有选择地作用到XAUI接口110的一个或多个XAUI信道，所述XAUI接口110在物理10Gb/s数据信道内建立了一个虚拟数据信道。
示例性实施方案和操作上面参考图2和3已经介绍了本发明的操作元件和体系结构元件，下面参考图4-8，其中更具体地阐述了本发明的某些方面。为便于解释，将在准备用于传送到远程物理元件的内容的上下文中对本发明的动态信道化特性进行阐述。但是，本领域的技术人员将会理解，将类似地调用本发明的动态信道化特性，从而使得可扩展网络接口200能够从较低频带的旧式网络设备中接收内容。
图4是根据本发明的教导，用于实施可扩展网络接口的方法示例的流程图。根据图4中所图示的例子，所述方法开始于框402，其中网络接口200识别远程网络元件的通信能力。如上所述，网络接口200包括控制逻辑202，其有选择地实施特性以识别远程网络元件的通信能力。根据一个实施例，控制逻辑202与远程设备通信以识别可接受的通信速率。或者，控制逻辑202也可以从通告其通信能力的远程设备处接收广播消息。
在框404，网络接口200选择适当的媒体访问控制器106和/或206、和/或(多种)MAC属性，以实现与远程网络设备的通信。根据本发明的教导，控制逻辑202识别远程网络设备的通信能力，并且如果所述远程网络设备支持802.3ae MAC的10Gb/s数据信道，则选择802.3ae MAC 106。否则，网络接口200有选择地调用本发明的动态信道化特性，以便于和旧式网络设备之间的通信。参考图5，下面更充分地解释用于实施本发明的动态信道化方面的方法示例的流程图。
在框406，网络接口200根据需要有选择地插入控制和/或调准(alignment)特性，以支持所选择的MAC接口106和/或206。即，网络接口200可插入控制元件以及调准元件，以便于在多种数据信道速率中的任何一种上进行通信。当用多个通道来实现所期望的数据信道时，引入所述调准内容。根据一个实施例，除非网络接口200所实施的数据信道超过2Gb/s，即超过单个XAUI信道，否则不需要这种调准内容。后面将更充分地阐述，也可以在XAUI信道处理阶段引入这种调准特性。
根据本发明的一个方面，网络接口200也可以实施速率定步特性，其中通过在实质性内容的连续分组之间引入“空闲”控制元素，进一步降低了有效数据信道。参考图7，更充分地给出了用于实施本发明的速率定步特性的方法示例。
在框408，内容被传递到复用编码器/解码器模块208，其中对所述内容进行编码以传输到远程设备。如上所述，根据一个实施例，MUX编码器/解码器模块208选择XAUI接口110的一个或多个通道，并对去往所述的一个或多个XAUI信道的内容进行编码。根据一个实施例，至少部分地基于在10Gb/s数据信道内所要建立的虚拟数据信道所需的带宽来选择XAUI信道的数量。
在框410，根据需要，编码内容被有选择地传送到XAUI接口110的一个或多个信道以组合来自一个或多个MAC的编码内容，以利于实现和所识别的网络元件之间的通信。为了实现10Gb/s信道，复用编码器/解码器模块208将来自10Gb/s MAC的内容通过编码器108路由到XAUI接口110的四个XAUI信道中的每一个。为了实现低于10Gb/s的信道，复用编码器/解码器208将来自一个或多个1Gb/s MAC的内容通过编码器/解码器108有选择地路由到XAUI接口110的一个或多个XAUI信道。由此，网络接口200为传统的802.3ae网络接口提供了一种灵活的、可扩展的替换物，从而提供了一种装置，通过该装置，遵从802.3ae的网络接口200可以实现与旧式设备的通信。
翻到图5，给出了根据本发明的一个方面，用于动态链路信道化的方法示例的流程图。根据图5所示的实施例，框406的方法从框502开始，其中要确定远程网络设备是否支持10Gb/s数据信道。如上所述，是由控制逻辑202做出这种确定，所述控制逻辑202实现多种自动协商特性中的任何一种。
如果远程网络设备真的支持遵从802.3ae的通信，那么在框504，从主机设备接收的内容将被传送通过网络接口的10Gb/s MAC 106。
在框506，所述内容被编码，并被复用到多个XAUI信道以通过集合的10Gb/s通信链路进行传输。根据图2中所示的实施例，所述内容从10GMAC 106被传送到复用编码器/解码器模块208，所述模块208对所述内容进行编码，并将其解析到XAUI接口110的4个XAUI信道。在这方面，可扩展网络接口200想要代表传统的遵从802.3ae网络接口200的功能。
然而，当可扩展网络接口200不进行传统操作时，其支持较低的数据信道速率。对此，如果在框502，控制逻辑检测到远程网络设备不支持10Gb/s数据信道，则在框508还要确定网络接口200是否具有1Gb/s MAC206。如果具有，那么在框510，选择1Gb/s MAC 206中的一个或多个来处理内容。如上所述，这些内容被编码，并根据需要被有选择地复用到一个或多个XAUI信道，以支持低于10Gb/s的数据信道。
如果在框508确定网络接口200不具有1Gb/s MAC 206，那么也可以用时间分片特性来增强其它的传统802.3ae MAC，以支持在10Gb/s信道内建立降速率数据信道，以利于与旧式网络设备之间的通信。为此，处理继续到框512，在这里，增强的10Gb/s MAC(前面介绍的EXMAC)将10Gb/s带宽解析成多个时隙。根据一个实施例，预先确定所生成的时隙的数量。在另一个实施例中，EXMAC动态地计算形成可被远程网络设备接受的降速率数据信道所必需的时隙数量。例如，如果远程网络设备支持1Gb/s数据信道，则EXMAC有选择地调用时间分片特性，并将10Gb/s带宽解析成10个离散时隙，从而将所述数据信道的实质内容置于这些时隙之一中。
在框514，EXMAC将和网络元件之间的通信会话(session)分配给特定的(多个)时隙，这个(这些)时隙是由与至少所述远程网络元件相关的地址信息所指示的。根据一个实施例，剩余的时隙保持为空。在另一个实施例中，例如用控制数据、表示未使用时隙的垃圾数据等当中的一个或多个来填充剩余时隙。
在这方面，已经描述了用于实现本发明的动态信道化特性的替换方法。然而，如上所述，有选择地调用本发明的速率定步方面，就可以实现对这些虚拟信道的有效带宽的附加修改。下面参考图6给出实现速率定步的方法示例。
图6是根据本发明的一个方面，用于在一个网络信道内实现速率定步的方法示例的流程图。根据图6所示的实施例，所述方法从框602开始，其中，控制逻辑202确定是否需要附加的速率定步。为此，控制逻辑202例如通过自动协商特性来确定远程网络设备适于以非标准数据率通信。
如上所述，被增强来包括本发明的速率定步方面的MAC(例如106、206)将空闲控制元素(分组、帧等)根据需要“填充”到实质帧(即，这些帧用于传送与元件之间的实际通信相关的内容)之间的数据流中，以降低通信链路的有效数据率。由此，在框606，实质帧的增强型MAC计算将要插入到实质帧之间以产生预期数据率的空闲控制元素的数量。参考图7用图形示出了本发明的这个方面。
现在翻到图7，根据本发明的一个方面，给出了本发明的速率定步元素的图形表示。如上所述，例如在增强型MAC内实施本发明的速率定步方面，所述增强型MAC将空闲控制报文有选择地插入到组成实质内容的连续报文之间。更具体地说，图7示出了一系列报文(例如分组、帧等)700，其中，第一报文N 702中置有和网络设备之间的通信会话相关的实质性数据，将它和后续的报文N+1 706隔开的是一个或多个插入的包括空闲控制元素的报文704A...N。插入的空闲控制元素704A...N的数量有效地降低了实质报文702、706等被接收的速率，从而将通信信道的有效数据率减小为低于MAC原本所提供的速率(例如，10Gb/s、1Gb/s等)。由此，用本发明的速率定步方面进行增强的MAC也可以支持远程网络元件所请求的任何标准或非标准数据率。
回到图6中的框608，MAC按照计算出的数量将空闲元素插入到实质帧之间，以产生预期的通信速率。
根据网络需求，处理继续到框610，其中附加的控制/调准控制元素根据需要被引入到数据流中，然后处理继续到框408。
示例性网络实施方案上面已经介绍了本发明的各个创造性方面，参考图8又给出了创造性的可扩展网络接口200的多种其它网络实施方案。对此，图8根据本发明的教导，图示了示例性网络实施方案的框图，用于描述所述可扩展网络接口所实现的灵活性。
参考实施例800，计算设备/网络元件802设有可扩展网络接口200，其包括本发明的动态信道化和/或速率定步方面中的一方面或多方面。如图所示，计算设备/网络元件802通过通信链路806被耦合到远程计算设备/网络元件804上，远程计算设备/网络元件804包括常见的遵从802.3ae的网络接口100。用在这里，计算设备/网络元件802、804是要代表在本领域内公知的那些计算设备和/或网络元件，其包括但不限于计算机系统、服务器系统、网络交换机、网络集线器等。
根据本发明的教导，可扩展网络接口200使用(多种)自动协商特性来识别远程网络元件804的通信能力。在这个过程中，可扩展网络接口200将常见的网络接口100识别为遵从802.3ae，并能够在通信链路806上实现高达10Gb/s的数据信道。然而，虽然设有遵从802.3ae的网络接口，但是计算设备/网络元件804也许没有能力使用这种速率的数据。因此，可扩展网络接口200有选择地调用本发明的动态信道化和/或速率定步特性，以有助于远程网络元件804的处理能力。
在网络实施方案820中，计算设备/网络元件802经由通信链路826与包括旧式网络接口824的计算设备/网络元件822通信地耦合在一起。用在这里，旧式网络接口是要代表众多旧式以太网网络接口中的任何一种，所述接口例如是10Mb/S接口、100Mb/S接口和/或1Gb/s接口。
根据本发明的教导，如上所述，可扩展网络接口200使用(多种)自动协商特性来识别远程网络元件824的通信能力。在这个过程中，可扩展网络接口200识别出旧式网络接口824的通信能力，并有选择地调用动态信道化和/或速率定步中的一个或多个，以建立适于远程网络设备822的能力的通信链路826。对此，实施方案820用图形描绘了可扩展网络接口200与旧式设备建立通信链路的能力。
转到网络实施方案830，计算设备/网络元件802经由通信链路836被通信地耦合到另一个类似地设有可扩展网络接口200的计算设备/网络元件832。这里，可扩展网络接口200调用上述的自动协商特性以对通信链路836可接受的数据率达成一致。根据一种实施方案，如上所述，虽然可扩展网络接口支持10Gb/s数据率，但是主机计算设备/网络元件832不支持。由此，可扩展网络接口200通过自动协商，对一个分别适于主机设备802、832的处理速度和/或内部总线速度的虚拟信道大小达成一致。
可替换实施例图9是根据本发明的可替换实施例，包括多条可执行指令的存储介质的示例框图，所述指令在被执行时，使得访问中的机器实现本发明的创造性可扩展网络接口200的一个或多个方面。
在以上描述中，出于解释的目的，阐述了很多具体细节，以对本发明有更彻底的理解。但是，本领域的技术人员应当清楚，没有这些具体细节也可以实现本发明。另外，以框图的形式示出了公知的结构和设备。
本发明包括各种步骤。可由图2或3所示的那些硬件组件来执行本发明的这些步骤，或者可用机器可执行指令来实施这些步骤，所述指令可用来使得以这些指令编程的通用或专用处理器或逻辑电路执行所述步骤。或者，可由硬件和软件的组合来执行这些步骤。此外，虽然在网络接口设备的上下文中对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员将会理解，这种功能完全可以包含在多种可替换实施例中的任何一种当中，例如集成在计算设备当中，这些功能可以很容易地调整为适于无线以太网实施方案以及这里所描述的有线环境。
本发明可作为计算机程序产品而提供，这种产品可以包括其上存储有指令的机器可读介质，所述指令可用于对计算机(或其它电子设备)进行编程以根据本发明执行处理。所述机器可读介质可以包括但不限于软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、闪存或其它类型适于存储电子指令的媒体/机器可读介质。此外，本发明也可以作为计算机程序产品而被下载，其中，所述程序可以经由通信链路(例如，调制解调器或网络连接)，依靠包含在载波或其它传播介质的数据信号而从远程计算机传送到发出请求的计算机。
以最基本的形式描述了很多方法，在不背离本发明的精神和范围的前提下，从任何一种方法当中都可以删除步骤或向其中增加步骤，并且从所描述的任何消息中都可以减去信息或向其中添加信息。本领域的技术人员将清楚，还可以做出很多其它的修改和调整。所给出的特定实施例并不是要限制本发明，而是为了说明它。本发明的范围不由前面给出的特定例子来确定，而仅由所附的权利要求来确定。
权利要求
1.一种方法，包括识别远程设备的通信能力；以及在通信接口和所述远程设备之间的通信链路上的以太网信道内动态地生成虚拟信道，其中，至少部分地基于所识别出的所述远程设备的通信能力来选择所述虚拟信道的数据率。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述通信链路是遵从802.3ae的通信链路，其具有10Gb/s的数据信道。
3.如权利要求1所述的方法，其中，识别所述远程设备的通信能力包括发送一个能力请求；以及接收对所述请求的响应，该响应至少表示出所述远程设备的通信能力。
4.如权利要求1所述的方法，其中，识别所述远程设备的通信能力包括从所述远程设备接收一个至少表示出所述远程设备的通信能力的指示。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述指示还表示出所述远程设备的处理能力。
6.如权利要求1所述的方法，其中，由所述通信接口通过协商过程至少获得所述远程设备的通信能力。
7.如权利要求1所述的方法，其中，在物理以太网信道内动态地生成所述虚拟信道包括至少部分地基于所识别出的所述远程设备的通信能力，在物理10Gb/s数据信道内建立低于10Gb/s的虚拟数据信道。
8.如权利要求7所述的方法，还包括由所述通信接口来识别所述远程设备的处理能力；以及至少部分地基于所识别出的所述远程设备的处理能力来修改虚拟信道数据率。
9.如权利要求7所述的方法，其中，建立所述虚拟信道包括至少部分地基于所识别出的所述远程设备的通信能力，将所述物理信道解析为多个时隙；以及分配所生成的时隙中的一个或多个作为所述虚拟信道来传送实质内容，而剩余的时隙不传送实质内容。
10.如权利要求9所述的方法，其中，实质内容是与所述通信接口和所述远程设备之间的通信会话相关的内容。
11.如权利要求9所述的方法，其中，解析所述物理信道包括确定所述物理信道中支持所述虚拟信道所需的部分；以及将所述物理信道时间分片为多个时隙，每个时隙对应于所述部分。
12.如权利要求9所述的方法，其中，解析所述物理信道包括将所述物理信道时间分片为预定数量的时隙。
13.如权利要求9所述的方法，其中，解析所述物理信道包括将所述物理信道时间分片为10个时隙，每个时隙都与大致1Gb/s的通信速率相关。
14.如权利要求7所述的方法，其中，建立所述虚拟信道包括选择一个或多个1Gb/s媒体访问控制器或一个10Gb/s媒体访问控制器，用其来建立所述虚拟信道；以及将所述1Gb/s媒体访问控制器或所述10Gb/s媒体访问控制器动态地复用到连接单元接口中一个或多个适当的信道。
15.如权利要求14所述的方法，所述连接单元接口包括至少4个10Gb/s连接单元接口信道，其中，来自多达2个1Gb/s媒体访问控制器的内容被有选择地路由通过所述4个10Gb/s连接单元接口信道中的每一个，使得每个10Gb/s连接单元接口信道都支持1Gb/s分解率的虚拟信道。
16.一种包括有内容的存储介质，所述内容当由访问中的计算器件执行时，使得所述器件实现可扩展网络接口，以至少部分地基于至少所识别出的远程网络元件的通信能力而在物理以太网信道内建立虚拟信道。
17.如权利要求16所述的存储介质，其中，所述物理以太网信道是10Gb/s数据信道，而所述虚拟信道是低于10Gb/s的数据信道，其中，选择所述虚拟信道的大小，使其对应于所识别出的所述远程网络元件的通信能力。
18.如权利要求16所述的存储介质，所述可扩展网络接口包括协商特性，用于识别远程设备的通信能力和远程设备的处理能力这两种能力中的一种或多种。
19.如权利要求16所述的存储介质，其中，所述可扩展网络接口通过将所述物理以太网信道解析为多个时隙而建立虚拟信道，其中从所识别出的所述远程设备的通信能力中导出所述时隙的数量。
20.如权利要求16所述的存储介质，其中，所述可扩展网络接口通过在一个或多个1Gb/s媒体访问控制器或一个10Gb/s媒体访问控制器之间进行动态选择而建立虚拟信道，并适当地将来自所选择的媒体访问控制器的内容动态地路由通过一个或多个连接单元接口信道。
21.一种装置，包括控制逻辑，用于识别通过通信链路与所述装置通信地耦合在一起的远程设备的通信能力；和响应于所述控制逻辑的媒体访问控制器，当所识别出的所述远程设备的通信能力小于所述物理信道的通信能力时，所述媒体访问控制器有选择地将所述物理数据信道解析为多个时隙，并将与和所述远程设备之间的通信会话相关的实质数据仅置于所述时隙的一部分中，以在所述物理信道内建立虚拟信道。
22.如权利要求21所述的装置，其中，所述控制逻辑调用自动协商特性，以至少识别所述远程设备的通信能力。
23.如权利要求21所述的装置，其中，所述时隙的数量是预先确定的。
24.如权利要求21所述的装置，其中，所述媒体访问控制器从所识别出的所述远程设备的通信能力中导出所需的时隙数量。
25.如权利要求21所述的装置，其中，所述媒体访问控制器是10Gb/s媒体访问控制器。
26.一种装置，包括控制逻辑，用于识别通过通信链路与所述装置通信地耦合在一起的远程设备的通信能力；和响应于所述控制逻辑的多种媒体访问控制器类型，所述控制逻辑至少部分地基于所识别出的所述远程设备的通信能力，可交换地选择所述媒体访问控制器类型，以建立10Gb/s物理信道或在所述10Gb/s物理信道内建立低于10Gb/s的虚拟信道，以利于实现从所述装置到所述远程设备的通信。
27.如权利要求26所述的装置，还包括可交换地与所述媒体访问控制器耦合的连接单元接口，所述连接单元接口具有4个10Gb/s连接单元接口信道，每个信道都支持高达2.5Gb/s的通信速率，所述速率被集合以提供10Gb/s的物理信道。
28.如权利要求27所述的装置，其中，所述多个媒体访问控制器包括1Gb/s媒体访问控制器，并且其中，动态地选择一个或多个1Gb/s媒体访问控制器以在所述10Gb/s物理信道内建立低于10Gb/s的虚拟信道。
29.如权利要求28所述的装置，其中，多达2个1Gb/s媒体访问控制器被可交换地耦合到10Gb/s连接单元接口信道，其中当被这样可交换地耦合时，每个10Gb/s连接单元接口信道在所述10Gb/s物理信道内有选择地提供1Gb/s的虚拟信道分解率。
全文摘要
本发明描述了一种用于在以太网体系结构中实现动态信道化的接口和相关方法。网络接口和相关方法允许在10吉比特以太网(802.3ae)设备和其它遵从以前的以太网标准例如1Gb/s或10Mb/s的远程设备之间进行通信，其中提供了一个802.3ae MAC(106)和多个1Gb/s MAC(206)。识别出远程设备的通信能力，然后基于这种识别出的能力，公开了两种用于调节输出数据率的方法。第一种方法是，使用802.3ae MAC(106)发射，并将网络带宽划分为预定数量的时隙(700)，只在其中一部分时隙(702、706)内发射，在剩余的时隙内发射空闲信号(704A…704N)。基于远程设备的通信能力来确定所述的数量比例。第二种方法是基于所识别的远程设备的能力来复用一个或多个1Gb/s MAC(206)，以产生输出数据率。
文档编号H04L12/413GK1589548SQ02822821
公开日2005年3月2日 申请日期2002年11月7日 优先权日2001年11月16日
发明者马克·福伊尔施特雷特尔, 布拉德利·布思 申请人:英特尔公司