專利名稱：一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動校正網絡中繼線(trunk)群中信號線傳播時延的方法，尤指一種在現今高速網絡的技術領域中，應用于網絡交換系統的網絡集線器、路由器或交換器等相關網絡裝置內的技術，以有效解決該網絡裝置間因使用不同長度的信號線(如雙絞線)導致網絡中繼線(trunk)群中數據包傳播時延(propagation delay)的問題，以確保數據流的中繼線數據包順序能達成即時的一致性。
近年來，由于局域網及廣域網的興起，不僅擴大了信息傳輸的信道，改善了信息流通的速度及品質，更在高性能低價電腦的推波助瀾下，有效降低了信息傳送的成本，大幅提升了信息傳送的便利性及普及性。在網絡上傳送數據，以交換信息，如今已成為企業(yè)內部或企業(yè)彼此間日常信息溝通的工具。
網絡制造業(yè)者為提升傳統網絡系統的傳輸效率，經常將網絡上復數個傳輸速率較低的網絡接口的線路，通過一網絡交換系統，集總在一起，以獲取一整體頻寬較寬的線路，通過該網絡交換系統，增進傳統網絡系統的傳輸速度及效率，此種將同一種信號線路集總在一起的技術，一般稱為連線集總(link aggregation)。
目前網絡制造業(yè)者針對前述需求所設計的網絡交換系統，如

圖1所示，以將10條10Mb的網絡線路20集總在一起的一網絡交換系統10為例，該網絡交換系統10包括至少兩個網絡交換器11及12。一電腦終端機3所傳送的數據流(data stream)的數據包，可先經由一網絡交換器11對其進行的編碼處理后，再分配至該網絡線路20所形成的不同信道(channel)，并以接近100Mb/s的傳輸速率，將該數據包傳送至另一網絡交換器12，再經由該另一網絡交換器12對其的解碼處理，還原成該數據流后，將該數據流的數據包傳送至另一電腦終端機4，完成數據包的傳輸工作。
此一作法，雖然在理論上確實可有效提升傳統網絡系統的傳輸速度及效率，但事實上，由于根據IEEE 802.3ad的規(guī)定，不允許網絡交換系統在傳輸過程中將中繼線群中的數據包分解成小片段。此一規(guī)范的限制，迫使網絡制造業(yè)者在設計該種網絡交換系統時，為保持數據包在傳輸上的完整性，必須犧牲網絡系統的傳輸效率。以前述傳統網絡交換系統為例，該網絡交換器11對欲傳送的數據流(data stream)A中的12個數據包進行編碼處理后，該數據包被分配至該網絡線路20所形成的10個信道(channel)，參閱圖2所示，并以約100Mb/s的傳輸速率，同時被傳送至另一網絡交換器12，由于該數據包中編號為1的數據包較長，其占用信道的時間也較長，而編號為7的數據包較短，其占用信道的時間也較短，故當編號為7的數據包抵達該另一網絡交換器12時，該編號為1的數據包尚占用信道進行傳輸，因此該另一網絡交換器12必須同一中繼線群中的各數據包均被接收后，才能逐一對其進行解碼還原。故為保持數據包在傳輸上的完整性，一般的處理方式是將下一中繼線群中的數據包，以前一中繼線群中最長的數據包為基準，由該網絡交換器11在同一時序進行發(fā)送，造成各信道中相鄰數據包間產生傳送上的時差Td，致使網絡系統無法達到預期的傳輸速率。
此種網絡交換系統在不同時序下傳送各中繼線群的數據包時，主要是利用該網絡交換器11以數據流的各數據包的前端為定序起始，并在一中繼線群的各數據包尾端分別插入一設定的時間間隙Ts，參閱圖3所示，該另一網絡交換器12根據該時間間隙TS，識別同一信道中不同中繼線群的各數據包。但此一設計方式，由于在架設該網絡交換系統時，該兩個網絡交換器11及12間是以信號線(如雙絞線)進行連接，其所形成的各網絡信道(channel)20上，常因信號線的長度配設不一，極易產生不同的數據傳播時延(propagation delay)，令該另一網絡交換器12無法準確判斷出該時間間隙Ts，進而造成網絡系統無法準確排序數據包，使得所接收的數據包無法達成即時的一致性，從而要求上層軟件層具備排序功能，否則無法確保中繼線數據流中各數據包的順序性，進而造成在數據包的辨識及傳輸上的錯誤。
本發(fā)明的主要目的是鑒于前述傳統網絡交換系統在傳送中繼線數據包時所存在的諸多缺失，提供一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法。
本發(fā)明的一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法，是在一網絡交換系統中兩個對應連接的網絡交換器上分別設置一計數器，通過該計數器分別計算從一網絡交換器發(fā)送一標記包直至其收到由另一網絡交換器傳來的一確認接收中繼線數據包的標記包(mark)所需的時間Ti，以及從該另一網絡交換器在收到該標記包及中繼線數據包直至其產生該確認收到中繼線數據包的標記包所需的時間Tt，并令該另一網絡交換器在將該確認收到的標記包傳送至該網絡交換器時，將該時間值Tt附加記錄于該確認收到的標記包中，該網絡交換器收到該確認收到的標記包后，可通過讀取該時間值Tt，再依公式Tx＝(Ti-Tt)/2，計算出該兩個網絡交換器間各網絡信道對該中繼線數據包造成的時延Tx，以在該網絡交換器對所收到的中繼線數據包進行編碼時，能針對傳播時延(propagation delay)進行校正，以準確判斷出同一網絡信道中各數據包間的時間間隙，正確將該中繼線數據包還原成數據流，完成數據包的傳輸工作。
本發(fā)明的效果是通過在一網絡交換系統中兩個對應連接的網絡交換器上分別設置一計數器有效解決網絡裝置間因使用不同長度的信號線導致的網絡中繼線(trunk)群中數據包傳播時延(propagation delay)的問題，以確保數據流的中繼線數據包順序達成即時的一致性。
對附圖的簡單說明圖1所示為傳統網絡交換系統的構成示意圖；圖2所示為傳統網絡交換系統中各中繼線群的數據包在各信道中的傳輸時序圖；圖3所示為另一傳統網絡交換系統中各中繼線群的數據包在各信道中的傳輸時序圖；圖4所示為本發(fā)明的網絡交換系統中數據包在各信道中傳輸時的時序狀態(tài)示意圖；下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
現今應用連線集總技術的網絡交換系統中，一網絡交換器11在通過其上各節(jié)點(node)，以中繼方式發(fā)送一數據流(data stream)，將其中的數據包經由至少一以上網絡線路20(如雙絞線)所形成的不同信道(channel)，傳送至另一網絡交換器12相對的各節(jié)點時，該網絡交換器11上各該節(jié)點(node)所設的一的發(fā)送邏輯111(transmitter)，參閱圖1所示，必須根據IEEE 802.3ad的規(guī)定，先發(fā)送一特殊規(guī)格的標記包(marker)，如表1所示，其為根據IEEE 802.3ad的規(guī)定所發(fā)送的特殊規(guī)格的標記包(marker)。
該標記包通過各該網絡線路20，被傳送于另一網絡交換器12上相對各節(jié)點所設的一接收邏輯121(receiver)，令該接收邏輯121接收傳來的數據包。完成接收該數據流(data stream)數據包后，該另一網絡交換器12上的各節(jié)點，將通過其上所設的一發(fā)送邏輯122(transmitter)，根據IEEE 802.3ad的規(guī)定，發(fā)送另一標記包(acknowledgement marker)，并通過各該網絡線路20將其傳送至該網絡交換器11上相對各節(jié)點所設的一接收邏輯112(receiver)，通知已完成該數據流數據包的接收。
由于，IEEE 802.3ad法規(guī)對在網絡系統中傳送的各中繼線數據包，規(guī)定在其傳送及接收的過程中，兩個對應連接的網絡交換器11、12必需通過其上的發(fā)送邏輯(transmitter)及接收邏輯(receiver)分別產生的一標記包及一確認收到的標記包(acknowledgement marker)以進行數據流的數據包的傳送及接收。在此溝通過程中，參閱圖4所示，由于該兩個網絡交換器11、12發(fā)送及接收同一數據流的數據包時，所需的時間Tt是相同，該兩個網絡表1標記PDU(Marker PDU)八位(Octets) 標記應答PDU(Marker Response PDU)
交換器11、12所產生的標記包(marker)，自一網絡交換器通過各該網絡線路20被傳送至另一網絡交換器時所需的時間Tx也是相同，故各該網絡線路20對數據流數據包所造成的時延Tx，即可由下列公式算得Tx＝(Ti-Tt)/2，其中Ti表示從一網絡交換器發(fā)送一標記包直至其收到由另一網絡交換器傳來的一確認收到的標記包所需的時間。
本發(fā)明利用此一概念，在各該網絡交換器11、12上分別設置一計數器(counter)，通過該計數器分別計算從該網絡交換器11在發(fā)送該標記包直至其收到由該另一網絡交換器傳來的該確認收到的標記包所需的時間Ti，以及從該另一網絡交換器12在接收該標記包直至其產生該確認收到的標記包所需的時間Tt，并令該另一網絡交換器12在將該確認收到的標記包傳送至該網絡交換器11時，將該時間值Tt附加記錄于該確收到的標記包中，該網絡交換器11接收到該確認收到的標記包后，可通過讀取該時間值Tt，再依前述公式Tx＝(Ti-Tt)/2，計算出各該網絡線路20對數據流的數據包所造成的時延Tx。
本發(fā)明再在該網絡交換器11、12上分別設置一寄存器(register)，利用各該寄存器，記錄該網絡交換器11、12上每一節(jié)點n對應的線路20所造成的傳播時延。令各該網絡交換器11、12以各對應線路20的傳播時延的最大值Tmax，作為內部傳播時延校正的基準值，以根據該校正基準值再依下列公式Ts(n)＝Tmax-Tx(n)，對每一節(jié)點n對應的線路20的傳播時延Tx(n)，計算出傳播時延的校正值Ts(n)，以在該另一網絡交換器12對所接收的數據包逐一進行解碼時，對傳播時延進行校正，以準確地判斷出同一信道中各數據包間的時間間隙Ts，正確還原成數據流，完成數據包的傳輸工作。
如此，當網絡交換系統在處理不同時序下傳送的各中繼線群的數據包時，各該網絡交換器即可根據所計算的各節(jié)點n對應的線路20的傳播時延Tx(n)，準確辯識該時間間隙Ts，使得所接收的數據包能有效達成即時的一致性，并確保中繼線數據流中各數據包的接收順序性，令數據包在辨識及傳輸上，不致發(fā)生傳輸錯誤的問題。
權利要求
1.一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于該方法是在一網絡交換系統中兩個對應連接的網絡交換器上分別設置一計數器，由該計數器分別計算一網絡交換器在發(fā)送一標記包直至其收到由另一網絡交換器傳來的一確認收到中繼線數據包的標記包所需的時間Ti，及該另一網絡交換器在接收該標記包及中繼線數據包直至其產生該確認收到中繼線數據包的標記包所需的時間Tt，并令該另一網絡交換器在將該確認收到標記包傳送至該網絡交換器時，將該時間值Tt附加記錄于該確認收到的標記包中；該網絡交換器接收到該確認收到的標記包后讀取該時間值Tt，再依公式Tx＝(Ti-Tt)/2計算出該兩個網絡交換器間各網絡信道對該中繼線數據包所造成的時延Tx。
2.如權利要求1所述的一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于該網絡交換器對所接收的中繼線數據包進行解碼時，能依據該時延Tx對各該網絡信道上的傳播時延進行校正，以準確判斷出同一網絡信道中各數據包間的時間間隙，正確將該中繼線數據包還原成數據流。
3.如權利要求1所述的一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于該兩個對應連接的網絡交換器上每一節(jié)點n是通過其上的一發(fā)送邏輯及接收邏輯分別產生的一標記包及一確認收到的標記包，進行該對應節(jié)點間數據包的傳送及接收。
4.如權利要求3所述的一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于該網絡交換器上另分別設有一寄存器，利用各該寄存器記錄該節(jié)點n對應的線路所造成的傳播時延。
5.如權利要求4所述的一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于各該網絡交換器是以各對應線路的傳播時延的最大值Tmax，作為內部傳播時延校正的基準值，根據該校正基準值再依下列公式Ts(n)＝Tmax-Tx(n)，對每一節(jié)點n對應的線路的傳播時延Tx(n)，計算出傳播時延的校正值Ts(n)。
6.如權利要求5所述的一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法，其特征在于各該網絡交換器對所接收的數據包逐一進行解碼時，是依據該校正值Ts(n)，對每一節(jié)點n對應的線路所造成的傳播時延進行校正，以準確判斷出同一信道中各數據包間的時間間隙Ts，正確還原成數據流。
全文摘要
一種自動校正網絡中繼線群中信號線傳播時延的方法,在網絡交換系統中兩個對應連接的網絡交換器上分別設置一計數器,根據計數器的計數再通過相關公式計算出該兩個網絡交換器各網絡信道對該中繼線數據包所造成的時延Tx,在該網絡交換器對所接收的中繼線數據包進行解碼時,能針對傳播時延進行校正,準確判斷出同一網絡信道中各數據包間的時間間隙,將該中繼線數據包正確還原成數據流完成數據包的傳輸工作,并減少因數據流序列錯誤而產生上層軟件層等候或舍棄一序列數據流的可能性。
文檔編號H04L12/56GK1358002SQ0013412
公開日2002年7月10日 申請日期2000年12月4日 優(yōu)先權日2000年12月4日
發(fā)明者卓裕文, 張至皓 申請人:友訊科技股份有限公司