端到端流量控制的制作方法_2

文档序号:8546137阅读:来源:国知局
制桥接装置102A-B进一步耦接至上行链路,诸如,耦接至因特网。网络环境100中的装置102A-B、104、106A-C、108A-H的布置可被称之为扩展桥或者扩展桥接架构。尽管端口扩展器装置106A-C和/或聚合端口扩展器装置104也可执行本地转发,然而,控制桥接装置102A-B可在网络环境100中做出转发决策。在一个或多个实施方式中,诸如,出于冗余和/或负荷平衡之目的,网络环境100包括多个控制桥接装置102A-B。通过诸如电气和电子工程师协会(IEEE) 802.1BR-2012标准等标准可提供网络环境100的扩展桥接架构中所使用的帧转发机制和帧格式。
[0039]端站装置108A-H是网络环境100中的网络通信量流量的源或者目的地装置。端站装置108A-H可以是计算装置,诸如,膝上型电脑或者桌面电脑、路由器装置、智能手机、机顶盒、平板电脑、电视机或具有与其耦接和/或嵌入在其中的一个或者多个处理器的其他显示器、或者可用于接收和/或传输数据和/或可耦接至该装置的其他合适计算装置。在图1的实施例中,将端站装置108A-H描述为服务器装置。
[0040]端口扩展器装置106A-C并不执行桥接功能,而是将传入数据包转发给代表端口扩展器装置106A-C执行桥接功能的控制桥接装置102A-B中的一个或者多个。聚合端口扩展器装置104(也被称之为中间网络装置)是连接至一个或者多个其他端口扩展器装置106A-C的端口扩展器装置。与端口扩展器装置106A-C相似,聚合端口扩展器装置104并不执行任何桥接功能,而是将传入数据包转发给代表聚合端口扩展器装置104执行桥接功能的控制桥接装置102A-B中的一个或者多个。在一个或多个实施方式中,通过端口扩展器装置106A-C和/或聚合端口扩展器装置102中的一个或者多个执行数据包转发,而不修改数据包。
[0041 ] 控制桥接装置102A-B可包括若干个本地端口,其中一些可使控制桥接装置102A-B直接耦接至端站装置108A-B中的一个或者多个,诸如,分别直接耦接至端站装置108A-B的控制桥接装置102A的端口 10和11。在一个或多个实施方式中,控制桥接装置102A-B中的一个或者多个通过端口扩展器装置106A-C中的一个或者多个端口直接耦接至端站装置108C-H中的一个或者多个。例如,端站装置108C-D分别耦接至端口扩展器装置106A的端口 20和21,并且端口扩展器装置106A耦接至控制桥接装置102A的端口 12和控制桥接装置102B的端口 14。在一个或多个实施方式中,控制桥接装置102A-B存储诸如对应于网络环境100的拓扑等网络信息,因此,控制桥接装置102A-B可确定与端站装置108A-H连接的端口扩展器装置106A-C的端口。
[0042]在一个或多个实施方式中,控制桥接装置102A-B中的一个或者多个可通过端口扩展器装置106A-C的树和/或一个或者多个聚合端口扩展器装置104、分别通过聚合端口扩展器装置104的端口 22以及端口扩展器装置106B的端口 31和32间接耦接至端站装置108C-H中的一个或者多个,诸如,连接至控制桥接装置102A的端口 13和控制桥接装置102B的端口 15的端站装置108E-F。同样,端站装置108G-H分别通过聚合端口扩展器装置104的端口 23以及端口扩展器装置106C的端口 33和34耦接至控制桥接装置102A的端口13和控制桥接装置102B的端口 15。
[0043]直接耦接至端站装置108A-H的控制桥接装置102A-B、端口扩展器装置106A-C和/或聚合端口扩展器装置104的端口被称之为扩展端口。因此,在网络环境100中,端口 10、
11、20、21以及31-34是扩展端口。直接耦接至端口扩展器装置106A-C的一个或者多个的控制桥接装置102A-B和/或聚合端口扩展器装置104的端口被称之为级联端口。因此,在网络环境100中,端口 12、13、22、以及23是级联端口。
[0044]在一个或多个实施方式中,装置102A-B、104、106A-C、108A-H中的一个或者多个可实施IEEE 802.1BR-2012标准支持的逐跳链路级优先流量控制(PFC)机制。在逐跳流量控制方案中,每个跳变中均可构成拥塞,可扩展至下一跳变,并且流量控制继续该过程,以从端站装置108H传播至控制桥接装置102A,反之亦然。尽管拥塞通过端口扩展器装置106A-C和/或聚合端口扩展器装置104中的一个或者多个传播,然而,可在端口扩展器装置106A-C的一个或者多个、聚合端口扩展器装置104、和/或控制桥接装置102A-B的一个或者多个处建立队列,从而可引起大量的数据包传输延迟和潜在丢失的数据包。在每个跳变中,PFC消息均可携带高达至八个通信量类别的流量控制,从而可导致到和/或来自该通信量类别的多个源的累积通信量中止。因此,链路级PFC机制可导致端站装置108A-H中的一个或者多个中的队头(HOL)阻塞。
[0045]在网络环境100中,端口扩展器装置106A-C、聚合端口扩展器装置104和/或控制桥接装置102A-B的任一端口的队列中均可能出现拥塞。在一个或多个实施方式中,因为上行链路从若干个下行链路端口聚合通信量,所以网络环境100中的上行链路端口可具有比任一单个下行链路端口更大的带宽。因此,例如,来自控制桥接装置102A-B中的一个或者多个并且通过端口扩展器装置106A中的上行链路端口接收的更高带宽下游通信量的爆发可能导致其较低带宽目的下行链路端口处发生临时性拥塞。在一个或多个实施方式中,在上游方向上,网络环境100中的上行链路端口带宽可小于下行链路端口的总带宽,从而可引起超额认购。因此,在上游方向上,由于来自端口扩展器装置106A-C中的一个或者多个的多个下行链路端口的同步通信量流入控制桥接装置102A-B中的一个或者多个,所以超额认购的上行链路端口处可能发生拥塞。如果通信量继续爆发,则上行链路端口队列处将持续地拥塞。下面参考图2进一步讨论了上游拥塞,下面参考图3进一步讨论了下游拥塞。
[0046]在本系统中,利用能够与标准的逐跳流量控制方案(例如,PFC)共存的频带外以太网流量控制消息实施端到端流量控制方案。流量控制消息可作为特殊的以太网信息包被从拥塞点传输到远端源从而暂停通信传输来缓解拥塞。例如,在网络环境100和/或IEEE 802.1BR-2012网络环境中,可通过一个或多个端口扩展器装置106A-C向一个或多个控制桥装置102A-B传输这种流量控制消息以减轻拥塞,反之亦然。因此,可在标准IEEE802.1BR-2012兼容、自营或延伸桥结构的任意版本上添加所提出的端到端流量控制方案。本系统不会引起HOL阻塞因为本系统在不影响其他源的流量的情况下停止引起拥塞的通信流量。
[0047]在本系统中,一个或多个102A-B、104、106A_C可以通过信源检测本地队列的占用率以识别队列何时经历拥塞,例如,拥塞点。在一个或多个实施中,拥塞点可以是拥塞的一个或多个装置102A-B、104、106A-C中的队列。队列可以是物理队列或逻辑队列。一个或多个装置102A-B、104、106A-C中的物理队列可以存储从一个或多个源装置接收的数据包,这些数据包具有一个或多个优先级(例如,802.1P优先级)并等待从以太网端口中传输出去。在一个或多个实施中,逻辑队列可以不存储数据包但可以是从逻辑实体跟踪存储于一个或多个装置102A-B、104、106A-C中的数据包,比如优先级的组中等待传输的一组源装置。在一个或多个实施中,在逻辑队列中跟踪的数据包可以存储在一个或多个物理队列中。
[0048]当通过一个或多个装置102A-B、104、106A-C检测队列中的拥塞时,一个或多个装置102A-B、104、106A-C动态地识别引起拥塞的源。一个或多个装置102A-B,104, 106A-C然后向引起队列中拥塞的每个源装置和/或引起大部分拥塞的单个源装置频带外传输端到端流量控制消息。下面相对于图4A和图5A进一步讨论检测拥塞和发射端到端流量控制消息的示例过程。在一个或多个实施中,端到端流量控制消息包含识别需要流量控制的流量的以下信息:唯一识别源装置的数(例如,802.1BR中的e标记),例如,正经历拥塞的端口的标识符,以及优先级列表(例如,802.1P优先级)或识别需要通过源装置流量控制的所有优先级的位向量。以下相对于图6进一步论述示例性端到端流量控制消息格式。
[0049]一个或多个装置102A-B、104、106A-C,即,端到端流量控制消息(例如,反应点)的目的地可能通过采取直接和/或间接行动对这种消息作出反应以减小具有拥塞优先权的通信量。直接行动可以包括速率限制拥挤的通信量,间接行动可以包括向链接伙伴(例如,一个或多个端站装置108A-H)传输PFC消息以暂停拥塞优先权中的通信量。相对于图4B和5B进一步论述实施本系统的装置的示例性反应过程。
[0050]因此,在本系统中,通过网络环境100由一个或多个拥挤的装置102A-B、104、106A-C直接向通信量的远端源传输端到端流量控制消息,而非通过一系列链路级别、逐跳、流量控制消息扩散拥塞。此外,在本系统中,在很早的阶段通过源停止引起拥塞的通信量,从而避免整个网络环境100的拥塞以及从其他源丢失的或丢到其他目的地的数据包。因此,本系统不仅避免HOL阻塞而且也明显减少数据包丢失和延迟问题。
[0051]图2示出根据一个或多个实施方式实现下游端到端流量控制的示例性网络环境200。然而,并非可以使用所有描述的组件,并且一个或多个实现方式可包括在图中未显示的额外组件。在不背离本文中阐述的权利要求的精神或范围的情况下,组件的设置和类型可进行变化。可提供额外的组件、不同的组件或更少的组件。
[0052]网络环境200包括控制桥装置102A-B、聚合端口扩展器装置104、端口扩展器装置106B以及端站装置108E-F。通过一个或多个以太网链路连接和/或耦接装置102A_B、104、106B、108E-F。聚合端口扩展器装置104包括与端口 22相关的一个或多个下游队列204A。端口扩展器装置106B包括与端口 31相关的一个或多个下游队列204B以及与端口 32相关的一个或多个下游队列204C。一个或多个下游队列204A-C中的每一个可以包括不同的类别和/或优先级的通信量的单独的队列,并且一个或多个下游队列204A-C中的每一个可被称作拥塞点。
[0053]在下游方向(控制桥装置102A-B到端站装置108A-H)上,控制桥装置102A-B分别通过端口 13和14向端站装置108E-F传输数据包。由聚合端口扩展器装置104接收数据包并在一个或多个下游队列204A中排队用以经由端口 22向端口扩展器装置106B传输。端口扩展器装置106B接收数据包并排列发给一个或多个下游队列204B中的端站装置108E的数据包,以及发给一个或多个
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