網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)電路、系統(tǒng)和方法

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)電路、系統(tǒng)和方法
【專利摘要】從本地以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包包括對(duì)目的地加以表示的媒體訪問控制地址(“MAC地址”)和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別?；诿總€(gè)數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別，將接收的數(shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包分配到存儲(chǔ)電路的多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列?；诿總€(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址，對(duì)所述隊(duì)列中的至少一個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。然后服務(wù)每個(gè)隊(duì)列，并且基于所述排序來發(fā)射數(shù)據(jù)包。
【專利說明】
網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)電路、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)電路、系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(networkswitch)的多種基于網(wǎng)絡(luò)的通信用在不同的系統(tǒng)和環(huán)境中。例如，工業(yè)、汽車和其他行業(yè)已經(jīng)使用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)來幫助控制設(shè)備和/或節(jié)點(diǎn)之間的通信。這些通信已經(jīng)越來越多地用于適應(yīng)各種需要。具體地，汽車工業(yè)已經(jīng)考慮將網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)越來越多地用于多種用途，例如，用于控制與車輛及其子系統(tǒng)的操作有關(guān)的節(jié)點(diǎn)之間的通信。
[0003]在車輛中正被越來越多使用的一種類型的通信網(wǎng)絡(luò)是基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。車輛內(nèi)的基于以太網(wǎng)的通信系統(tǒng)包括經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在彼此之間傳送數(shù)據(jù)包的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，其中所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)控制數(shù)據(jù)包在源節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)通信節(jié)點(diǎn)之間的流動(dòng)?？梢岳梅旨?jí)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這種基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)，以確保控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先傳遞到車輛的重要系統(tǒng)(例如，制動(dòng)、安全氣囊等)。類似地，可以根據(jù)盡力而為服務(wù)協(xié)議(best-effort protocol)在基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)上傳送低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)(例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中沒有高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)排隊(duì)時(shí)，只發(fā)送這種低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù))。
[0004]在許多應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過使用分組交換(packet switching)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中將通信節(jié)點(diǎn)連接在一起，以接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)設(shè)備(通信節(jié)點(diǎn))。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)將數(shù)據(jù)僅轉(zhuǎn)發(fā)至需要接收它的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備，而非在其每個(gè)端口之外廣播相同數(shù)據(jù)的不先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)集線器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在許多應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和通信節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式接收具有不同級(jí)別重要性的數(shù)據(jù)包。通常，這些設(shè)備基于先進(jìn)先出方法(“FIFO”)通過物理媒介(本文中也被稱為共享資源)分配原始比特流的使用。本公開的實(shí)施例涉及以下認(rèn)識(shí):使用FIFO方法分配數(shù)據(jù)包沒有解決相同隊(duì)列內(nèi)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)分配，這特別地與具有高分配優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包相關(guān)(例如，至車輛的重要系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))。一些數(shù)據(jù)(諸如車輛的控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))會(huì)對(duì)即使由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)服務(wù)時(shí)間引起的小延時(shí)也是敏感的。使用復(fù)雜協(xié)議和復(fù)雜電路系統(tǒng)(例如，附加的通信電路/端口)的優(yōu)先級(jí)分配應(yīng)用可能容易受故障的影響并且更昂貴。這些和其他問題繼續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在多種應(yīng)用中的實(shí)施提出了挑戰(zhàn)，尤其是，解決網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(和通信節(jié)點(diǎn))中的數(shù)據(jù)包優(yōu)先化，諸如車輛中的控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)?？梢栽诙喾N應(yīng)用(包括車輛、飛機(jī)、一般計(jì)算系統(tǒng)等)中實(shí)施的本公開的多個(gè)方面獲益于用于等待共享資源的數(shù)據(jù)包的兩階段優(yōu)先化方案。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)包將被共享資源處理的順序進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序時(shí)，這樣的兩階段優(yōu)先化方案允許高級(jí)別的粒度(granuIarity) 0
[0006]各種示例實(shí)施例涉及應(yīng)對(duì)包括以上討論的問題的挑戰(zhàn)的電路、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和方法，包括涉及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)電路及其實(shí)施方式的實(shí)施例。
[0007]根據(jù)示例實(shí)施例，公開了一種交換機(jī)裝置，包括存儲(chǔ)電路、交換結(jié)構(gòu)、隊(duì)列控制和排序電路以及隊(duì)列選擇電路。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，存儲(chǔ)電路(以多個(gè)隊(duì)列)接收并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包，以準(zhǔn)備將數(shù)據(jù)包通過共享資源發(fā)射到(基于本地以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的)多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)之一。數(shù)據(jù)包包括指示每個(gè)接收數(shù)據(jù)包的預(yù)期目的地的媒體訪問控制地址(“MAC”地址)和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別。隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別將每個(gè)接收數(shù)據(jù)包分配到多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列。在各種實(shí)施例中，由隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)至少一個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。然后，隊(duì)列選擇電路選擇多個(gè)隊(duì)列中的將要服務(wù)的隊(duì)列，并且經(jīng)由物理層將所選擇的隊(duì)列頂部的數(shù)據(jù)包發(fā)射到預(yù)期的最終/中間目的地(例如，通信節(jié)點(diǎn))。
[0008]本公開的一些其他實(shí)施例涉及包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的系統(tǒng)。多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在彼此之間接收和發(fā)射數(shù)據(jù)包。在許多實(shí)施例中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)包括存儲(chǔ)電路、交換結(jié)構(gòu)、隊(duì)列控制和排序電路以及隊(duì)列選擇電路。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，存儲(chǔ)電路(以多個(gè)隊(duì)列)接收并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包，以準(zhǔn)備將數(shù)據(jù)包通過共享資源發(fā)射到多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)之一。數(shù)據(jù)包包括指示每個(gè)接收數(shù)據(jù)包的預(yù)期目的地的MAC地址和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別。隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別將每個(gè)接收數(shù)據(jù)包分配到多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列。在各種實(shí)施例中，由隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)至少一個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。然后，隊(duì)列選擇電路選擇多個(gè)隊(duì)列中的將要服務(wù)的隊(duì)列，并且通過物理層將所選擇的隊(duì)列頂部的數(shù)據(jù)包發(fā)射到到所述數(shù)據(jù)包的預(yù)期通信節(jié)點(diǎn)。
[0009]本公開的許多實(shí)施例針對(duì)多種方法，一種方法公開了從本地以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包包括指示目的地的MAC地址和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別?；诿總€(gè)數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別，將接收的數(shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包分配到存儲(chǔ)電路的多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列。然后，基于隊(duì)列中的每個(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)分配到至少一個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。每個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行等待，直到它們到達(dá)隊(duì)列的頂部為止，并且選擇相應(yīng)的隊(duì)列(例如，由共享資源)進(jìn)行服務(wù)并將選擇的隊(duì)列通過共享資源(例如，物理線纜)發(fā)射到預(yù)期的目的地。
[0010]以上討論/概述并非意欲描述本公開的每一個(gè)實(shí)施例或者每一種實(shí)施方式。以下附圖和詳細(xì)描述還例示了多種實(shí)施例。
【附圖說明】
[0011]考慮結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，可以更加完整地理解各種示例實(shí)施例，其中:
[0012]圖1示出了根據(jù)本公開的各個(gè)方面的電通信網(wǎng)絡(luò)的框圖；
[0013]圖2示出了根據(jù)本公開的各個(gè)方面的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的框圖；
[0014]圖3A示出了根據(jù)本公開的各個(gè)方面的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的一部分的框圖；以及
[0015]圖3B示出了根據(jù)本公開的各個(gè)方面的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的一部分的框圖。
[0016]雖然這里討論的各種實(shí)施例適合修改和替代形式，但是已經(jīng)在附圖中通過示例的方式示出了并且將詳細(xì)描述其多個(gè)方面。然而，應(yīng)該理解，目的并非將本發(fā)明限于所描述的特定實(shí)施例。相反，意欲覆蓋落在本公開范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換物，所述本公開范圍包括由權(quán)利要求限定的多個(gè)方面。另外，貫穿本申請(qǐng)中所使用的術(shù)語“示例”僅作為說明，而不是限制。
【具體實(shí)施方式】
[0017]相信本公開的多個(gè)方面適用于包括隊(duì)列控制和排序電路的多種不同類型的裝置、系統(tǒng)和方法，其中隊(duì)列控制和排序電路基于數(shù)據(jù)包的通信業(yè)務(wù)類別(traffic class)將數(shù)據(jù)包分配到多個(gè)隊(duì)列之一，并且還基于每個(gè)數(shù)據(jù)包MAC地址對(duì)分配到每個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。在特定實(shí)施方式中，已經(jīng)示出了本公開的多個(gè)方面在用于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)環(huán)境中時(shí)是有益的，其中與能夠通過共享資源(例如，基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò))發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)包相比，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以更快地處理接收到的數(shù)據(jù)包。在這樣的實(shí)施例中，存儲(chǔ)電路需要對(duì)處理的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排隊(duì)，直到共享資源能夠?qū)①Y源分配給特定接收的數(shù)據(jù)包為止。這樣的通信網(wǎng)絡(luò)越來越多地被用于基于以太網(wǎng)的車輛通信系統(tǒng)中。還已經(jīng)示出了本公開的多個(gè)方面在用于終端-節(jié)點(diǎn)硬件組件中的MAC層環(huán)境中時(shí)是有益的，其中所述終端-節(jié)點(diǎn)硬件組件在通過物理(PHY)層發(fā)射數(shù)據(jù)之前保持幀轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)的多個(gè)隊(duì)列。如本文中所討論的，MAC層和PHY層是開放系統(tǒng)互連(OSI)模型的一部分。具體地，MAC層可以是數(shù)據(jù)鏈路層的一部分，PHY層可以表示通過物理媒介(本文中也被稱為共享資源)發(fā)射和接收原始比特流的層。
[0018]在基于以太網(wǎng)的車輛通信系統(tǒng)中，多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在彼此之間傳送數(shù)據(jù)包，其中，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)控制數(shù)據(jù)包在源通信節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)通信節(jié)點(diǎn)之間的流動(dòng)。為了進(jìn)一步改善通信節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)，可以利用分級(jí)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)以確?？刂茢?shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)于非關(guān)鍵時(shí)間數(shù)據(jù)(例如，音頻/視頻數(shù)據(jù)、供暖通風(fēng)和空調(diào)(“HVAC")控制等)傳遞到車輛的重要系統(tǒng)(例如，制動(dòng)、安全氣囊等)。本公開的這些方面防止了對(duì)另外要求車輛中的控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的重復(fù)網(wǎng)絡(luò)的需要和/或在FIFO布置中排列有車輛通信網(wǎng)絡(luò)上的所有其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的情況下與這種控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的延時(shí)。雖然不必如此受限于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，但是可以使用這樣的示例性上下文討論示例來理解本公開的各方面，理解本公開容易適用于通信網(wǎng)絡(luò)中的利用MAC層對(duì)幀轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序的組件。
[0019]在許多應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)從網(wǎng)絡(luò)中的具有不同級(jí)別重要性的多個(gè)通信連接的通信節(jié)點(diǎn)接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。這種應(yīng)用通常需要復(fù)雜的協(xié)議和復(fù)雜的電路系統(tǒng)(例如，附加的通信電路/端口)，這可能容易受故障的影響并且更昂貴。這些和其他問題繼續(xù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在各種應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)提出了挑戰(zhàn)，尤其是，解決網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的數(shù)據(jù)包優(yōu)先化，諸如車輛中的控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
[0020]可以在多種應(yīng)用(包括車輛、飛機(jī)、一般計(jì)算系統(tǒng)等)中實(shí)施的本公開的多個(gè)方面獲益于用于等待共享資源的數(shù)據(jù)包的兩階段優(yōu)先方案。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)包將被共享資源處理的順序進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序時(shí)，這樣的兩階段優(yōu)先方案允許高級(jí)別的粒度(granularity)。例如，在本公開的一些實(shí)施例中，在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的存儲(chǔ)電路中建立多個(gè)隊(duì)列。將每個(gè)隊(duì)列分配到對(duì)數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)加以表示的特定以太網(wǎng)業(yè)務(wù)類別。一旦被分配到特定隊(duì)列，該隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包基于與數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的MAC地址進(jìn)一步進(jìn)行排序。
[0021]在特定實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以被配置為從最低MAC地址到最高M(jìn)AC地址(或者從最高M(jìn)AC地址到最低MAC地址)對(duì)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。這會(huì)在本地(閉合)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中特別地有用，其中，可以針對(duì)本地系統(tǒng)中的每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)在本地管理MAC地址(并不要求如全球管理的MAC地址一樣通用唯一)。為了便于描述，結(jié)合如下網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)來討論各種實(shí)施例，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)被配置為從最低MAC地址到最高M(jìn)AC地址進(jìn)行排序以將較高的優(yōu)先級(jí)路由提供給較低的MAC地址。然而，應(yīng)理解，其他排序方案也是可行的，包括但必然限于最高到最低排序。MAC地址的本地管理允許基于通信節(jié)點(diǎn)相對(duì)重要性級(jí)別向相關(guān)通信節(jié)點(diǎn)(例如，較高優(yōu)先級(jí)的通信節(jié)點(diǎn))分配MAC地址。在一種這樣的實(shí)施方式中，與車輛的關(guān)鍵功能(例如，制動(dòng)、安全氣囊等)相關(guān)聯(lián)的通信節(jié)點(diǎn)被分配較低的MAC地址以及非關(guān)鍵系統(tǒng)(例如，音頻/視頻數(shù)據(jù)、HVAC控制等)。因此，在每個(gè)隊(duì)列內(nèi)，對(duì)MAC地址進(jìn)行排序，使得最低MAC地址在隊(duì)列頂部，最高M(jìn)AC地址在隊(duì)列底部。在各種實(shí)施例中，隊(duì)列選擇電路之后部分地基于各個(gè)優(yōu)先級(jí)或每個(gè)隊(duì)列以及每個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包的數(shù)量來選擇哪個(gè)隊(duì)列進(jìn)行服務(wù)。
[0022]各種示例實(shí)施例涉及應(yīng)對(duì)包括以上討論的問題的挑戰(zhàn)的電路、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和方法，包括涉及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)電路、通信節(jié)點(diǎn)及它們的實(shí)施方式的實(shí)施例。
[0023]根據(jù)各種示例實(shí)施例，將網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)實(shí)施在具有多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)有助于每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的選擇性尋址。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以包括存儲(chǔ)電路、交換結(jié)構(gòu)、隊(duì)列控制和排序電路以及隊(duì)列選擇電路。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，在將數(shù)據(jù)包發(fā)射到(基于本地以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的)通信節(jié)點(diǎn)之前，存儲(chǔ)電路(以多個(gè)隊(duì)列)接收和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包包括對(duì)每個(gè)接收數(shù)據(jù)包的預(yù)期目的地加以表示的MAC地址和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別。在特定實(shí)驗(yàn)實(shí)施例中，多個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類別包括控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、娛樂相關(guān)業(yè)務(wù)和HVAC業(yè)務(wù)。隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別將每個(gè)接收數(shù)據(jù)包分配到多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列。在各種實(shí)施例中，由隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)至少一個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。在另一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)包的頭可以包括虛擬局域網(wǎng)標(biāo)簽(“VLAN標(biāo)簽”)，由隊(duì)列控制和排序電路基于對(duì)數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別加以表示的VLAN標(biāo)簽對(duì)至少一個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。然后，隊(duì)列選擇電路選擇多個(gè)隊(duì)列中的將要服務(wù)的隊(duì)列，并且通過共享資源將所選擇的隊(duì)列頂部的數(shù)據(jù)包發(fā)射至到所述數(shù)據(jù)包的相應(yīng)目的地(例如，通信節(jié)點(diǎn))。
[0024]在網(wǎng)絡(luò)通信組件(例如，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或端節(jié)點(diǎn))的一些實(shí)施例中，根據(jù)本公開，存儲(chǔ)電路中的多個(gè)隊(duì)列包括控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列。隊(duì)列控制和排序電路基于接收的數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別表示控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將接收數(shù)據(jù)包分配到控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列。然后，隊(duì)列控制和排序電路基于與每個(gè)數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的目的地MAC地址對(duì)分配到控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。在一些詳細(xì)實(shí)施例中(其中，控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵的)，當(dāng)數(shù)據(jù)包被存儲(chǔ)在控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列中時(shí)，隊(duì)列選擇電路將控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列選擇為將要服務(wù)的下一隊(duì)列。當(dāng)控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列是空的時(shí)，根據(jù)基于隨機(jī)的方案、基于偽隨機(jī)的方案或基于優(yōu)先級(jí)的方案，為其他隊(duì)列服務(wù)。在替代實(shí)施例中，隊(duì)列選擇電路基于分配給多個(gè)隊(duì)列中的每個(gè)隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)來選擇將被服務(wù)的下一隊(duì)列。
[0025]根據(jù)本公開的一些實(shí)施例，存儲(chǔ)電路、隊(duì)列控制和排序電路以及隊(duì)列選擇電路與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的第一輸出端口相關(guān)聯(lián)。這些電路僅為通過第一輸出端口接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行服務(wù)，交換機(jī)還包括與附加輸出端口相關(guān)聯(lián)的附加的存儲(chǔ)電路、隊(duì)列控制和排序電路以及隊(duì)列選擇電路。在這樣的實(shí)施例中，可以利用高程度的粒度來控制網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之外的數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)，從而使控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過整個(gè)交換機(jī)的延時(shí)最小化。
[0026]在本公開的特定實(shí)驗(yàn)實(shí)施例中，隊(duì)列控制和排序電路基于較低的MAC地址目的地、源或者目的地MAC地址和/或源MAC地址的子集對(duì)至少一個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序，其中，所述較低的MAC地址目的地、源或者目的地MAC地址和/或源MAC地址的子集在隊(duì)列中優(yōu)于較高的MAC地址目的地、源或者目的地MAC地址和/或源MAC地址的子集。為了便于描述，相對(duì)于目標(biāo)設(shè)備的全MAC地址來討論MAC地址優(yōu)先化和排序。然而，應(yīng)理解，可以基于數(shù)據(jù)包的源的MAC地址以及不管源或目的地的MAC地址的子集來實(shí)施優(yōu)先化和排序。在實(shí)施例中，例如，和與HVAC、娛樂和其他對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)不敏感的數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的通信節(jié)點(diǎn)相比，分配到車輛的基于本地以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵通信節(jié)點(diǎn)(例如，防碰撞相關(guān)通信節(jié)點(diǎn))的MAC地址將是較低的MAC地址。
[0027]本公開的一些其他實(shí)施例針對(duì)包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)。多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中的至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在彼此之間接收和發(fā)射數(shù)據(jù)包。在許多實(shí)施例中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)包括存儲(chǔ)電路、交換結(jié)構(gòu)、隊(duì)列控制和排序電路以及隊(duì)列選擇電路。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，存儲(chǔ)電路以多個(gè)隊(duì)列接收和存儲(chǔ)來自(基于本地以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的)多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包包括對(duì)每個(gè)接收數(shù)據(jù)包的預(yù)期目的地加以表示的媒體訪問控制地址(“MAC”地址)和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別。隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別將每個(gè)接收數(shù)據(jù)包分配到多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列。在各種實(shí)施例中，由隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)至少一個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。然后，隊(duì)列選擇電路選擇多個(gè)隊(duì)列中的將要服務(wù)的隊(duì)列，并且通過共享資源將所選擇的隊(duì)列頂部的數(shù)據(jù)包發(fā)射到所述數(shù)據(jù)包的由MAC地址指示的相應(yīng)目的地。
[0028]本公開的實(shí)施例涉及多種方法，一種方法公開了從本地以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包包括對(duì)目的地加以表示的媒體訪問控制地址(“MAC地址”)和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別。在將接收的數(shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包路由到適當(dāng)輸出端口之后，基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別，將接收的數(shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包分配到存儲(chǔ)電路的多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列。然后，基于隊(duì)列中的每個(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)分配到至少一個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。每個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行等待，直到它們到達(dá)隊(duì)列的頂部為止，并且選擇相應(yīng)隊(duì)列進(jìn)行服務(wù)并將選擇的隊(duì)列通過共享資源(例如，物理層)進(jìn)行發(fā)射。
[0029]本公開的各種實(shí)施例針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種其他類型的通信節(jié)點(diǎn)(例如，在穿過網(wǎng)絡(luò)的通信端部的端節(jié)點(diǎn))的硬件組件中的MAC層。每個(gè)這樣的端節(jié)點(diǎn)硬件組件中的MAC層保持多個(gè)隊(duì)列，用于確定所述多個(gè)隊(duì)列中的每個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包的幀轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)。這些端節(jié)點(diǎn)(也被稱為網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn))經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在彼此之間接收和發(fā)射數(shù)據(jù)包。在實(shí)施例中，端節(jié)點(diǎn)的每個(gè)MAC層包括存儲(chǔ)電路、共享資源、隊(duì)列控制和排序電路以及隊(duì)列選擇電路。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，在通過物理層將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之前，存儲(chǔ)電路以多個(gè)隊(duì)列接收和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包包括對(duì)每個(gè)接收數(shù)據(jù)包的預(yù)期目的地加以表示的MAC地址和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別。隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別將每個(gè)接收數(shù)據(jù)包分配到多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列。在隊(duì)列中的至少一個(gè)隊(duì)列中，由隊(duì)列控制和排序電路基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。然后，隊(duì)列選擇電路選擇多個(gè)隊(duì)列中的將要服務(wù)的隊(duì)列，并且通過物理層將所選擇的隊(duì)列頂部的數(shù)據(jù)包發(fā)射到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。
[0030]如本文中所使用的，共享資源可以表示用于發(fā)射或處理數(shù)據(jù)包的硬件資源。在端節(jié)點(diǎn)環(huán)境中，共享資源可以訪問網(wǎng)絡(luò)物理層(對(duì)于源節(jié)點(diǎn))或內(nèi)部通信總線(對(duì)于目的節(jié)點(diǎn))。
[0031]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，通過說明的方式呈現(xiàn)本公開的各種實(shí)施例。圖1示出了根據(jù)本公開的各方面的電通信網(wǎng)絡(luò)的框圖。所述網(wǎng)絡(luò)包括本地系統(tǒng)105和外部網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng))150。本地系統(tǒng)105和外部網(wǎng)絡(luò)150可以經(jīng)由網(wǎng)關(guān)145彼此通信連接，其中，網(wǎng)關(guān)145用作數(shù)據(jù)包進(jìn)出本地系統(tǒng)105的收發(fā)器。本地網(wǎng)絡(luò)106為包括通信節(jié)點(diǎn)1071-N的本地系統(tǒng)105服務(wù)。將來自通信節(jié)點(diǎn)l(m-N的數(shù)據(jù)包(經(jīng)由它的相應(yīng)MAC I/O 108^)發(fā)送到本地網(wǎng)絡(luò)106中的至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)110，以接收數(shù)據(jù)包、處理數(shù)據(jù)包和將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至目的通信節(jié)點(diǎn)(例如，1072)。類似地，外部通信節(jié)點(diǎn)109η(經(jīng)由其相應(yīng)MAC I/O 112!—N)彼此傳送數(shù)據(jù)包，并經(jīng)由外部網(wǎng)絡(luò)150將數(shù)據(jù)包傳送到通信節(jié)點(diǎn)1071-N，其中，外部網(wǎng)絡(luò)150為各個(gè)數(shù)據(jù)包服務(wù)并將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至目的通信節(jié)點(diǎn)(例如，109n)。
[0032]如圖1所示，通信節(jié)點(diǎn)107!—N中的每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)經(jīng)由其相應(yīng)MACI/O 108^被分配本地管理的MAC地址。分配的每個(gè)MAC地址指示由通信節(jié)點(diǎn)107!—N支持的系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)。在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，例如，通信節(jié)點(diǎn)107:與汽車的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。由于從通信節(jié)點(diǎn)1071傳送的數(shù)據(jù)包的重要性，MAC I/O 108!向通信節(jié)點(diǎn)107!分配MAC地址:002359(相對(duì)低的MAC地址)。類似地，碰撞傳感器(例如，加速計(jì)或力傳感器)通信節(jié)點(diǎn)1072至關(guān)重要，以確定展開安全氣囊的適當(dāng)時(shí)間、拉緊安全帶以及其他相關(guān)安全特征；因此，它的MAC I/O 1082向通信節(jié)點(diǎn)1072分配MAC地址:001963(另一相對(duì)低的MAC地址)。通信節(jié)點(diǎn)107n與汽車的娛樂系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。由于娛樂系統(tǒng)對(duì)車輛的安全或者其他關(guān)鍵系統(tǒng)不是關(guān)鍵的，MAC I/O 108n向通信節(jié)點(diǎn)107n分配MAC地址:029931 (相對(duì)高的MAC地址)。
[0033]當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)107^發(fā)射數(shù)據(jù)包時(shí)，數(shù)據(jù)包通過整個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)106內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)110被傳送至與數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的適當(dāng)目的通信節(jié)點(diǎn)(例如，通信節(jié)點(diǎn)107PN中的一個(gè)或多個(gè)通信節(jié)點(diǎn))，其中，本地網(wǎng)絡(luò)106將每個(gè)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至與數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的適當(dāng)目的通信節(jié)點(diǎn)。通常，在諸如基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)中，在高業(yè)務(wù)時(shí)段期間網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)110可能不能像數(shù)據(jù)包被共享資源接收和處理一樣快地發(fā)射數(shù)據(jù)包。因此，本公開的多個(gè)方面針對(duì)配備有具有排序電路111的MAC I/O的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)110，其中，排序電路111在數(shù)據(jù)包被交換結(jié)構(gòu)服務(wù)之后對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序，直到具有排序電路111的MAC I/O能夠?qū)?shù)據(jù)包發(fā)射到最終/中間目的地。
[0034]如上所述，為了降低與車輛中的本地通信系統(tǒng)105相關(guān)聯(lián)的費(fèi)用，針對(duì)通信業(yè)務(wù)的不同類別，優(yōu)選地是具有單個(gè)系統(tǒng)而不是并行系統(tǒng)。然而，這樣的單個(gè)通信系統(tǒng)(諸如基于以太網(wǎng)的通信系統(tǒng))必須為關(guān)鍵數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和非關(guān)鍵數(shù)據(jù)二者服務(wù)。由于關(guān)鍵數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通常與時(shí)間敏感信息相關(guān)聯(lián)，因此理想情況下與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)110中的隊(duì)列相關(guān)聯(lián)的這種數(shù)據(jù)包的延時(shí)被最小化。因此，本發(fā)明提供一種用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)110中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先化并將與關(guān)鍵數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的延時(shí)最小化的技術(shù)。
[0035]在一個(gè)這樣的實(shí)施例中，如圖1所示，在共享資源服務(wù)之后將由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)110接收的數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電路(或隊(duì)列)中。在發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)包之前，具有排序電路111的MACI/O讀取與隊(duì)列中的每個(gè)數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的MAC地址，并基于MAC地址對(duì)隊(duì)列順序進(jìn)行排序。在各種實(shí)施例中，具有排序電路111的MAC I/O可以基于與發(fā)射通信節(jié)點(diǎn)107^和/或預(yù)期接收通信節(jié)點(diǎn)l(m-N(目的地址)相關(guān)聯(lián)的MAC地址對(duì)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。然后，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)基于由具有排序電路111的MAC I/O提供的隊(duì)列順序?yàn)閿?shù)據(jù)包服務(wù)。
[0036]在特定實(shí)施例中，通信節(jié)點(diǎn)107^的各個(gè)MACI/O 108^使用隊(duì)列排序(如上所述)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)先化。具體地，通信節(jié)點(diǎn)107η(或端節(jié)點(diǎn))中的每個(gè)可以被配置為將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在多個(gè)隊(duì)列中(在發(fā)射本地網(wǎng)絡(luò)106中的數(shù)據(jù)包之前)。在這樣的實(shí)施例中，基于各個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包的源MAC地址或目的地MAC地址對(duì)隊(duì)列中的至少一個(gè)隊(duì)列進(jìn)行排序。
[OO37 ]圖2不出了根據(jù)本公開的各方面的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)210的框圖。應(yīng)理解，圖2的框圖也可容易地適用于利用MAC層對(duì)幀轉(zhuǎn)發(fā)(諸如通信節(jié)點(diǎn)(例如，端節(jié)點(diǎn)))進(jìn)行優(yōu)先化的通信網(wǎng)絡(luò)中的其他組件。
[0038]在許多網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中，交換機(jī)210經(jīng)由輸入端口 2121-N和輸出端口 2151-N直接鏈接到多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，因此，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)210可以將數(shù)據(jù)包從發(fā)射通信節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)，而不將數(shù)據(jù)包傳送到如下通信節(jié)點(diǎn)，所述通信節(jié)點(diǎn)將另外必須接收消息并消耗處理功率僅用于確定接收的數(shù)據(jù)包不是通信節(jié)點(diǎn)預(yù)期的并且可以被忽略。
[0039]在圖2的實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)210中的每個(gè)輸出端口21 5o-n具有專用隊(duì)列集217o-No在這樣的實(shí)施例中，隊(duì)列控制和排序電路216能夠精細(xì)地控制流出交換結(jié)構(gòu)213的數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)。以輸出端口 215ο為例，輸出端口 215Q(例如，經(jīng)由基于以太網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò))從與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)210通信連接的一個(gè)或多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包。在被交換結(jié)構(gòu)213服務(wù)之后，接收的數(shù)據(jù)包被存儲(chǔ)在輸出端口 215o的專用隊(duì)列集217o中。在一些實(shí)施例中，輸出端口215o的專用隊(duì)列集217o可以包括與特定數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)隊(duì)列。當(dāng)輸出端口 215o從交換結(jié)構(gòu)213接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，隊(duì)列控制和排序電路216首先基于數(shù)據(jù)包中的指示數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)類別的信息將數(shù)據(jù)包分配到隊(duì)列集217ο中的隊(duì)列。應(yīng)理解，在各種實(shí)施例中，輸入端口212^中的每個(gè)可以具有它自己的專用隊(duì)列控制和排序電路216。在一些實(shí)施例中，基于與數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的VLAN標(biāo)簽來確定數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別。將每種類型的VLAN標(biāo)簽分配給隊(duì)列集217o中的一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列。因此，由網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)210中的任何一個(gè)輸出端口 21 5ο-ν接收的數(shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包被分配到輸出端口 2150-ν的各個(gè)隊(duì)列集2170-ν內(nèi)的隊(duì)列。
[0040]在本公開的各種其他實(shí)施例中，在將由輸出端口2150接收的數(shù)據(jù)包分配到隊(duì)列集217ο中的一個(gè)隊(duì)列之后，隊(duì)列控制和排序電路216將存儲(chǔ)在隊(duì)列集217ο中的每個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)一步排序。
[0041]基于每個(gè)輸出端口2150-ν的用于為排隊(duì)的數(shù)據(jù)包服務(wù)并(經(jīng)由物理層或線纜)將它們轉(zhuǎn)發(fā)至每個(gè)數(shù)據(jù)包相應(yīng)目的地的可用性，隊(duì)列集217ο-ν存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包，并且隊(duì)列控制和排序電路216確定隊(duì)列集21 7ο-Ν的每個(gè)隊(duì)列被輸出端口 215Q-N服務(wù)的順序。
[0042]在一些實(shí)施例中，可以對(duì)隊(duì)列控制和排序電路216進(jìn)行編程以提供對(duì)隊(duì)列中的分配了時(shí)間敏感信息的數(shù)據(jù)包的優(yōu)先選擇。例如，控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(例如，防抱死制動(dòng)控制數(shù)據(jù))對(duì)車輛的通信網(wǎng)絡(luò)中的延時(shí)高度敏感。因此，隊(duì)列控制和排序電路216可以被配置為例如在為隊(duì)列集2170-n內(nèi)的其他較低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列服務(wù)之前為(隊(duì)列集2170-n內(nèi)的)控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列中的所有數(shù)據(jù)包服務(wù)。作為另一示例，隊(duì)列控制和排序電路216可以被配置為與隊(duì)列集2170-n內(nèi)的其他較低優(yōu)先級(jí)隊(duì)列相比更頻繁地為控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包服務(wù)。類似地，甚至在本公開的更具體實(shí)施例中，隊(duì)列控制和排序電路216可以例如基于與輸出端口2151通信連接的通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類別更頻繁地為輸出端口 215:的隊(duì)列集217:服務(wù)。
[0043]還應(yīng)理解，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)210還可以包括與輸入端口212^中的每個(gè)輸入端口連接的隊(duì)列集，以類似地對(duì)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)210的交換結(jié)構(gòu)213中的數(shù)據(jù)包的發(fā)射進(jìn)行優(yōu)先化。
[0044]圖3A示出了根據(jù)本公開的各方面的MACI/O 310的框圖。應(yīng)理解，這樣的MAC I/O310可以被實(shí)施在端節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或其他網(wǎng)絡(luò)通信組件的MAC層中。在這樣的實(shí)施例中，(來自諸如應(yīng)用、端節(jié)點(diǎn)或交換結(jié)構(gòu)的源的)輸入數(shù)據(jù)幀由隊(duì)列控制和排序電路331(在一些實(shí)施例中包括集成的VLAN標(biāo)簽排序電路332)接收。隊(duì)列控制和排序電路331基于數(shù)據(jù)包落入的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類別將接收的每個(gè)數(shù)據(jù)幀(或數(shù)據(jù)包)分配到隊(duì)列333o-n中的一個(gè)隊(duì)列。在一個(gè)實(shí)施例中，VLAN標(biāo)簽排序電路332分析接收的包括VLAN標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包，其中，所述VLAN標(biāo)簽指示數(shù)據(jù)包所處的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類別。隊(duì)列控制和排序電路331基于VLAN標(biāo)簽排序電路332的判決將每個(gè)數(shù)據(jù)包分配到隊(duì)列3330-n中的一個(gè)隊(duì)列。如參照?qǐng)D3B更詳細(xì)地討論的，隊(duì)列控制和排序電路331還可以基于數(shù)據(jù)包的其他方面對(duì)隊(duì)列333ο—N中的一個(gè)或多個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。然后，隊(duì)列選擇電路334隨機(jī)地、偽隨機(jī)地或以通過將數(shù)據(jù)幀輸出到物理層來將控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先化的方式為隊(duì)列333o-n中的每個(gè)隊(duì)列服務(wù)。
[0045]圖3B示出了根據(jù)本公開的各方面的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)310的一部分的框圖。在這樣的實(shí)施例中，輸入數(shù)據(jù)幀由包括VLAN標(biāo)簽排序電路332的隊(duì)列控制和排序電路331接收。隊(duì)列控制和排序電路331基于VLAN標(biāo)簽排序電路332處理數(shù)據(jù)包以確定數(shù)據(jù)包落入的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類別來將接收的每個(gè)數(shù)據(jù)幀分配到隊(duì)列333q-n中的一個(gè)隊(duì)列。在一些實(shí)施例中，接收的數(shù)據(jù)包包括VLAN標(biāo)簽，VLAN標(biāo)簽指示數(shù)據(jù)包落入的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的類別，并且基于VLAN標(biāo)簽，隊(duì)列控制和排序電路331將數(shù)據(jù)包分配到隊(duì)列3330-n中的一個(gè)隊(duì)列。
[0046]如圖3B所示，各種應(yīng)用可以在隊(duì)列內(nèi)僅必需對(duì)較高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列(諸如控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列(隊(duì)列333ο))進(jìn)行進(jìn)一步排序。在本實(shí)施例中，由于隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包例如與娛樂系統(tǒng)的首頻/視頻業(yè)務(wù)、HVAC系統(tǒng)控制等相關(guān)，隊(duì)列3331-n不利用每個(gè)隊(duì)列內(nèi)的進(jìn)一步排序。在這樣的實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)包被分配到隊(duì)列333ο之后，MAC地址排序電路335利用隊(duì)列頂部的最低MAC地址和隊(duì)列底部的最高M(jìn)AC地址對(duì)隊(duì)列333ο中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。具體地，MAC:00256被置于隊(duì)列位置0，這是因?yàn)樗钱?dāng)前駐留于隊(duì)列333ο中的數(shù)據(jù)包的最低MAC地址。每個(gè)后續(xù)隊(duì)列位置被分配給下一最低MAC地址，直到到達(dá)隊(duì)列位置N，其中，隊(duì)列位置N被給予當(dāng)前駐留于隊(duì)列333ο中的數(shù)據(jù)包的最高M(jìn)AC地址。因此，如果沒有另外的數(shù)據(jù)包被分配到隊(duì)列333ο，則MAC: 00256將是從隊(duì)列333ο被服務(wù)的第一數(shù)據(jù)包，并且MAC: 92456將被最后服務(wù)。如上所述，隊(duì)列選擇電路334選擇隊(duì)列中的接下來將被共享資源(例如，物理層)服務(wù)的隊(duì)列一一該選擇可以是隨機(jī)的、偽隨機(jī)的或者對(duì)本地網(wǎng)絡(luò)中的控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或其他優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)先化的方式。
[0047]可實(shí)現(xiàn)多個(gè)塊、模塊或其他電路，以執(zhí)行本文所述的和/或附圖中所示的操作和活動(dòng)中的一個(gè)或多個(gè)。在這些上下文中，〃組塊〃(有時(shí)也稱作〃邏輯電路〃或〃模塊〃)是實(shí)施一個(gè)或多個(gè)這些操作/活動(dòng)或相關(guān)操作/活動(dòng)的電路(例如，隊(duì)列控制和排序電路、交換邏輯、或隊(duì)列選擇電路)。例如，在上述實(shí)施例中的特定實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)模塊是為實(shí)現(xiàn)如圖2所示的這些操作/活動(dòng)而配置和布置的離散邏輯電路或可編程邏輯電路。在某些實(shí)施例中，這種可編程電路是被編程以執(zhí)行指令(和/或配置數(shù)據(jù))集的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)電路。指令(和/或配置數(shù)據(jù))可以是存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(電路)中并可訪問的固件或軟件形式。作為示例，第一模塊和第二模塊包括基于硬件的CHJ電路和固件形式的指令集的組合，其中，第一模塊包括具有一個(gè)指令集的第一 CR]硬件電路且第二模塊包括具有另一指令集的第二 CPU硬件電路。
[0048]—些實(shí)施例針對(duì)一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(例如，非易失性的存儲(chǔ)器設(shè)備)，包括在其上存儲(chǔ)有可以通過計(jì)算機(jī)(或其它電子設(shè)備)執(zhí)行的指令的機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，以便執(zhí)行這些操作/活動(dòng)。
[0049]基于上述討論和舉例說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行各種修改和改變，而不需要嚴(yán)格按照本文中描述和舉例說明的示例性實(shí)施例和應(yīng)用。例如，如本文中公開的用于對(duì)將被共享資源處理的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序和優(yōu)先化的兩階段優(yōu)先化方案可以用于多種網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和設(shè)備，并且可以用于基于以太網(wǎng)通信的網(wǎng)絡(luò)之外。這種修改并不背離本發(fā)明的各方面(包括權(quán)利要求中闡述的各方面)的真實(shí)精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種裝置，包括: 存儲(chǔ)電路，配置為從本地以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包并將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在多個(gè)隊(duì)列中，所述數(shù)據(jù)包包括對(duì)多個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)加以表示的媒體訪問控制地址“MAC地址”； 共享資源，配置為向每個(gè)數(shù)據(jù)包的目的地發(fā)射所述數(shù)據(jù)包； 隊(duì)列控制和排序電路，配置為 基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)將接收的每個(gè)數(shù)據(jù)包分配到所述多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列，并且 基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)所述隊(duì)列中的至少一個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序；以及 隊(duì)列選擇電路，配置為選擇所述多個(gè)隊(duì)列中的將要服務(wù)的隊(duì)列，并將從所選擇的隊(duì)列接收的數(shù)據(jù)包發(fā)射到所述共享資源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)隊(duì)列包括控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列，并且所述隊(duì)列控制和排序電路還配置為: 基于接收的數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別表示控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將接收的數(shù)據(jù)包分配到控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列，并且 基于與每個(gè)數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的MAC地址對(duì)分配到控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序，其中包括在每個(gè)數(shù)據(jù)包中的MAC地址表示各個(gè)相應(yīng)數(shù)據(jù)包的目的地。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述隊(duì)列選擇電路還配置為選擇比所述多個(gè)隊(duì)列中的其他隊(duì)列具有更高優(yōu)先級(jí)的控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述隊(duì)列選擇電路還配置為基于分配給所述多個(gè)隊(duì)列中的每個(gè)隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)來選擇將要服務(wù)的下一個(gè)隊(duì)列。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述MAC地址用于數(shù)據(jù)包的源節(jié)點(diǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)隊(duì)列中的每個(gè)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)基于所述MAC地址中的業(yè)務(wù)類別。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述隊(duì)列控制和排序電路還配置為基于較低MAC地址在隊(duì)列中比較高M(jìn)AC地址優(yōu)先級(jí)更高來對(duì)所述隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述MAC地址表示與所述MAC地址相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)包的目的地，所述多個(gè)隊(duì)列中的每個(gè)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)基于虛擬局域網(wǎng)標(biāo)簽“VLAN標(biāo)簽”，所述VLAN標(biāo)簽表示數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述MAC地址用于數(shù)據(jù)包的目的節(jié)點(diǎn)。10.—種系統(tǒng)，包括: 多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)，配置為經(jīng)由至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在彼此之間接收和發(fā)射數(shù)據(jù)包， 所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，包括: 存儲(chǔ)電路，配置為從本地以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包并將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在多個(gè)隊(duì)列中，所述數(shù)據(jù)包包括對(duì)目的地加以表示的媒體訪問控制地址“MAC地址”和多個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別； 共享資源，配置為向每個(gè)數(shù)據(jù)包的目的地發(fā)射數(shù)據(jù)包； 隊(duì)列控制和排序電路，配置為 基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別將接收的每個(gè)數(shù)據(jù)包分配到所述多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列，并且 基于所述隊(duì)列中的至少一個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包的MAC地址對(duì)所述隊(duì)列中的所述至少一個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序；以及 隊(duì)列選擇電路，配置為選擇所述多個(gè)隊(duì)列中的將要服務(wù)的隊(duì)列，并將從所選擇的隊(duì)列接收的數(shù)據(jù)包發(fā)射到所述共享資源。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)隊(duì)列包括控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列，并且所述隊(duì)列控制和排序電路還配置為 基于接收的數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別表示控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將接收的數(shù)據(jù)包分配到控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列，并且 基于與分配到控制包隊(duì)列的數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的目的地MAC地址對(duì)分配到控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述隊(duì)列選擇電路還配置為根據(jù)相對(duì)于所述多個(gè)隊(duì)列中的其他隊(duì)列的較高優(yōu)先級(jí)，將控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列選擇為將要服務(wù)的下一個(gè)隊(duì)列。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，隊(duì)列選擇電路還配置為基于分配給所述多個(gè)隊(duì)列中的每個(gè)隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)來選擇將要服務(wù)的下一個(gè)隊(duì)列。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)電路、所述隊(duì)列控制和排序電路以及所述隊(duì)列選擇電路與第一輸出端口相關(guān)聯(lián)，所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)還包括與附加輸出端口相關(guān)聯(lián)的附加的存儲(chǔ)電路、隊(duì)列控制和排序電路以及隊(duì)列選擇電路。15.一種方法，包括: 從本地以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包包括對(duì)目的地加以表示的媒體訪問控制地址“MAC地址”和數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)類別； 基于每個(gè)數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別，將接收的數(shù)據(jù)包中的每個(gè)數(shù)據(jù)包分配到存儲(chǔ)電路的多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列； 基于相應(yīng)的MAC地址，對(duì)所述隊(duì)列中的至少一個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序； 基于所述隊(duì)列中的所述至少一個(gè)隊(duì)列中的數(shù)據(jù)包的順序，將數(shù)據(jù)包發(fā)射到共享資源；以及 使用共享資源向每個(gè)數(shù)據(jù)包的相應(yīng)目的地路由和發(fā)射數(shù)據(jù)包。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中 所述分配還包括:基于接收的數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別表示控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將接收的數(shù)據(jù)包分配到控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列，以及 所述排序還包括:基于與每個(gè)數(shù)據(jù)包相關(guān)聯(lián)的目的地MAC地址對(duì)分配到控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括:相對(duì)于多個(gè)其他隊(duì)列，將控制數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)隊(duì)列優(yōu)先選擇為將要服務(wù)的下一個(gè)隊(duì)列。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括:基于分配給所述多個(gè)隊(duì)列中的每個(gè)隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)來選擇將要服務(wù)的下一個(gè)隊(duì)列。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述排序還包括:對(duì)所述隊(duì)列中的至少一個(gè)隊(duì)列內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序包括從較低MAC地址目的地至較高M(jìn)AC地址目的地對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行排 序。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述分配還包括:基于虛擬局域網(wǎng)標(biāo)簽“VLAN標(biāo)簽”將數(shù)據(jù)包分配到所述多個(gè)隊(duì)列中的一個(gè)隊(duì)列，其中所述VLAN標(biāo)簽表示數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù)類別。
【文檔編號(hào)】H04L12/933GK106059961SQ201610216620
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日 公開號(hào)201610216620.8, CN 106059961 A, CN 106059961A, CN 201610216620, CN-A-106059961, CN106059961 A, CN106059961A, CN201610216620, CN201610216620.8
【發(fā)明人】尼古拉·康納爾, 胡伯特斯·杰拉德斯·亨德里克斯·維梅倫
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