專利名稱：一種多路徑網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于管理網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生故障的多路徑網(wǎng)絡(luò)和一種通過這種網(wǎng)絡(luò)傳 輸數(shù)據(jù)的方法。所述多路徑網(wǎng)絡(luò)和方法適用于，但不限定于，多處理器網(wǎng)絡(luò)例如存儲網(wǎng)絡(luò)， 數(shù)據(jù)中心和高性能運(yùn)算。特別的，本發(fā)明適用于網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器、集線器和類似設(shè)備包 括適配于IEEE802標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幀分布或符合未來以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
協(xié)議層概念上，為了區(qū)分功能以太網(wǎng)絡(luò)分為多個虛擬層。最常用和正式的標(biāo)準(zhǔn)化模型是 開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型。詳細(xì)描述該OSI參考模型的文章是HubertZimmermarm撰 寫的《0SI參考模型-構(gòu)建開放系統(tǒng)互聯(lián)的ISO模型》(“OSIReference Model-The ISO Model of Architecture for Open Systems”)，IEEE 通訊匯刊 com-28 卷 1980 年第 4 期 (IEEE Transactions on Communications, Vol. C0M-28, NO. 4, April 1980)。 OSI ## 模型包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能不同的七層，如下1.物理層，負(fù)責(zé)物理信道連接。由那些涉及發(fā)送和接收信號的元件，典型的線路驅(qū) 動器和線路接收器，信號編碼/解碼器和時鐘組成。2.數(shù)據(jù)鏈路層，提供服務(wù)允許終端站設(shè)備之間通過底層物理介質(zhì)直接通訊。該層 提供組幀，為物理層將設(shè)備信息分離成離散的傳輸或幀，封裝更高層的包傳輸協(xié)議。給識別 源和目的裝置提供尋址。提供錯誤偵測以保證數(shù)據(jù)損壞不會傳往更高層。3.網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)網(wǎng)際通信，通過網(wǎng)絡(luò)在終端站之間路由信息包。其必須適應(yīng)多重?cái)?shù) 據(jù)鏈路技術(shù)和拓?fù)涫褂酶鞣N協(xié)議，最常見的是網(wǎng)際協(xié)議(IP)。4.傳輸層，負(fù)責(zé)端到端通信，防護(hù)傳輸時產(chǎn)生的問題影響上面各層，例如中斷的數(shù) 據(jù)、錯誤和由低層介質(zhì)導(dǎo)致的亂序。該層為應(yīng)用提供無錯、有序的、可靠的信息傳遞服務(wù)，管 理終端站之間的數(shù)據(jù)處理傳遞過程。傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)是最常 見的傳輸層協(xié)議。5.會話層，負(fù)責(zé)建立應(yīng)用之間的通信會話，處理認(rèn)證和連接控制。6.表示層，保證機(jī)器的不同數(shù)據(jù)表示得到解析。7.應(yīng)用層，提供通用功能允許用戶應(yīng)用通過網(wǎng)絡(luò)通信。為本申請的目的我們并不需要考慮傳輸層以上各層根據(jù)此處描述的方法應(yīng)該的 操作，如果執(zhí)行良好，就能屏蔽更高層由其轄域及下層出的問題。大型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)能通過成千上萬的組件構(gòu)建并且一些級別的故障不可避免。雖然網(wǎng) 絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)為能容忍故障，產(chǎn)生錯誤的組件能夠很容易地破壞網(wǎng)絡(luò)的性能即使所述故障組 件僅占整個網(wǎng)絡(luò)硬件的很小一部分。破碎的焊接點(diǎn)或破損的連接通常能極大增加網(wǎng)絡(luò)連接 的錯誤率即使不完全破壞網(wǎng)絡(luò)連接。某些方面這些具有極高錯誤率的連接比完全斷開的連 接更差由于其僅表現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的問題當(dāng)一個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔毁x值或當(dāng)診斷程序運(yùn)行并且工程 資源對修復(fù)網(wǎng)絡(luò)可用時這不明顯。
傳輸層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如TCP，引入穩(wěn)定性至本來不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架。這些協(xié)議 通過校驗(yàn)碼例如循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)、超時和重試達(dá)成其穩(wěn)健性。然而，偵測一個錯誤并隨 后通過一個請求重發(fā)數(shù)據(jù)響應(yīng)的開銷非常大并且當(dāng)傳輸介質(zhì)的帶寬增加時變得更大。如果 錯誤發(fā)生在重發(fā)數(shù)據(jù)時則性能損失可能極大。很偶然的錯誤可被接受提供的錯誤率足夠低以使得重發(fā)的開銷很低。已偵測網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)的一個錯誤將可能防止該錯誤再次發(fā)生。時常的一個斷點(diǎn)或部分工作的連接反復(fù)地一遍 又一遍地引入相同錯誤導(dǎo)致成千上萬的重發(fā)其中僅一個應(yīng)該發(fā)生。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有錯誤監(jiān)控。這通常包括一個控制管理處理器或巡檢或被網(wǎng)絡(luò) 硬件中斷和隨后標(biāo)注網(wǎng)絡(luò)一個部分中的一個錯誤已經(jīng)被偵測。網(wǎng)絡(luò)的一個新的一套路由隨 后被計(jì)算出來作為一個整體來路由通信量在損壞的網(wǎng)絡(luò)連接周圍直到其能被修復(fù)。對于以太網(wǎng)絡(luò)路由經(jīng)由IEEE802. ID標(biāo)準(zhǔn)定義的一個附加協(xié)議計(jì)算?？焖偕蓸?協(xié)議(RSTP)和其取代的生成樹協(xié)議(STP)，運(yùn)行在數(shù)據(jù)鏈路層。其擴(kuò)展目的是移除網(wǎng)絡(luò)站 之間的多個活動路徑，避免循環(huán)，其導(dǎo)致許多問題。如果在一個鏈路上一個錯誤或一系列錯誤被偵測到則一個管理代理程序可以決 定指派與使用鏈路相關(guān)的一個非常高的使用率。使用率功能的改變可以重新調(diào)用該RSTP 和該非常高使用率值將阻止由RSTP包含的鏈路?？蛇x擇地，所述管理代理程序可以禁用所 述鏈路，再次調(diào)用所述RSTP并且這次防止包含所述鏈路進(jìn)該新路由中。使用RSTP會有一些問題。RSTP重新調(diào)用網(wǎng)絡(luò)將占用許多毫秒。對于一個非常大 的網(wǎng)絡(luò)將會是幾十或上百個毫秒。同時當(dāng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)數(shù)據(jù)包時可能亂序抵達(dá)，被網(wǎng)絡(luò)重復(fù)或 丟失。再次，對于一個非常大的網(wǎng)絡(luò)，這將會極具破壞性導(dǎo)致不同會話的許多重發(fā)。在數(shù)據(jù)鏈路層及其上執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的裝置叫做站。物理層因?yàn)椴荒芡ㄟ^協(xié)議尋址 而排除在該定義之外。通常有兩種形式的站1、終端站，是穿過網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的最終源或目的地。
2、中間站，轉(zhuǎn)發(fā)由終端站產(chǎn)生的位于源和目的之間的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。位于數(shù)據(jù)鏈路層完成轉(zhuǎn)發(fā)的中間站通常叫做網(wǎng)橋；位于網(wǎng)絡(luò)層轉(zhuǎn)發(fā)的站通常叫做 路由器。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)切分成由協(xié)議定義的片段。這聯(lián)合，層特有的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)，其大 體上由一個報(bào)頭和包含有效載荷數(shù)據(jù)的報(bào)文組成，然后向下傳過協(xié)議堆棧。在以太網(wǎng)物理 層PDU常稱為流；在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層PDU通常稱為幀；在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層PDU通常稱為數(shù)據(jù) 包；在傳輸層PDU通常稱為數(shù)據(jù)段或報(bào)文。PDU在物理以太網(wǎng)硬件傳輸之前被封裝。每一封裝包含對一特定OSI層的信息，以 太網(wǎng)數(shù)據(jù)流封裝成幀其依次封裝成數(shù)據(jù)包其封裝成報(bào)文等等。這些封裝，包含了報(bào)頭和有 效載荷，最后傳過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架并路由至目的地。一些網(wǎng)絡(luò)使用自適應(yīng)路由其為一種有效提高繁忙網(wǎng)絡(luò)整體吞吐量的方法。自適應(yīng) 路由在網(wǎng)絡(luò)從入站端口至出站端口之間存在多個路由時占有優(yōu)勢。具有多個路由允許數(shù)據(jù) 避開擁塞熱點(diǎn)傳過網(wǎng)絡(luò)。多路徑同樣增加網(wǎng)絡(luò)容錯性，允許一個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架鏈路禁用同 時仍然提供從入站端口至出站端口的連接。圖1示意性地示出了一個簡單的傳統(tǒng)多路徑網(wǎng)絡(luò)。左邊和右邊的方形分別代表了 入站和出站端口 2。圓圈代表了網(wǎng)絡(luò)交叉開關(guān)1并且線條代表交互互聯(lián)鏈路，PDU將通過該鏈路傳過網(wǎng)絡(luò)。在這個例子中每個網(wǎng)絡(luò)交叉開關(guān)1只有三個輸入端口和三個輸出端口 2。 典型網(wǎng)絡(luò)交叉開關(guān)具有比這個例子更多的端口并且這一機(jī)制在更多數(shù)量交叉開關(guān)上一樣 運(yùn)行良好。圖2示出了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交叉開關(guān)1的一個例子。在圖示的例子中，一個簡單的自適應(yīng)路由方法可以是在第一交換階段沒有被另一 個通信量流使用的鏈路中隨機(jī)選擇路由。這形成的自適應(yīng)路由通常為飽和網(wǎng)絡(luò)通信量部分 提高期望的整體吞吐量但不會受控并且仍可能導(dǎo)致在第二和第三交換狀態(tài)之間的一些空 閑鏈路和一些過繁忙鏈路。相關(guān)技術(shù)說明在US2007/022183中描述了一種在一個容錯網(wǎng)絡(luò)上管理節(jié)點(diǎn)的方法。該方法要求 一個交換在網(wǎng)絡(luò)信道上至最終通信量和一個網(wǎng)絡(luò)管理以在一個不同的信道上重新路由該 通信量。此處描述的由該網(wǎng)絡(luò)管理程序的重新路由，特別是當(dāng)該網(wǎng)絡(luò)具有大量節(jié)點(diǎn)和鏈路 時，將經(jīng)歷與之前描述相同問題經(jīng)歷根據(jù)由該管理程序重新評價網(wǎng)絡(luò)的過程中可預(yù)見的延 遲。本發(fā)明尋求克服傳統(tǒng)多路徑網(wǎng)絡(luò)遇到的問題并特別尋求提供一種容錯網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器、集線器或類似裝置的多路徑網(wǎng)絡(luò)，該 多路徑網(wǎng)絡(luò)包括大量網(wǎng)絡(luò)端口 ；大量網(wǎng)絡(luò)元件；和大量網(wǎng)絡(luò)鏈路交互互聯(lián)所述網(wǎng)絡(luò)元件和 所述網(wǎng)絡(luò)端口以傳輸數(shù)據(jù)包，每個網(wǎng)絡(luò)元件包括一個故障監(jiān)測器以偵測網(wǎng)絡(luò)元件連接的網(wǎng) 絡(luò)鏈路上的故障，大量動態(tài)可選擇輸出端口和輸出端口選擇機(jī)制并且每個網(wǎng)絡(luò)元件適于經(jīng) 由能避開所述故障網(wǎng)絡(luò)鏈路的那些網(wǎng)絡(luò)元件通信故障存在返回至一個或多個其它網(wǎng)絡(luò)元 件，并且當(dāng)所述故障存在通信被接收時每個網(wǎng)絡(luò)元件適于更新所述輸出端口選擇機(jī)制這樣 只有避開了所述故障鏈路的輸出端口動態(tài)可選擇。在一個具體實(shí)施例中每個網(wǎng)絡(luò)元件的所述故障檢測器適于偵測輸入網(wǎng)絡(luò)元件的 數(shù)據(jù)包內(nèi)容中的損壞并且該網(wǎng)絡(luò)元件適于通信由損壞數(shù)據(jù)包觸發(fā)的故障存在信號沿該數(shù) 據(jù)包先前傳過網(wǎng)絡(luò)至其損壞點(diǎn)的路徑返回。當(dāng)通信該故障存在信號時，網(wǎng)絡(luò)元件可以適于簽發(fā)一個故障通信其包括識別僅一 個其它網(wǎng)絡(luò)元件，在該先前數(shù)據(jù)包至其損壞點(diǎn)路由中，其要求更新各自的輸出端口選擇機(jī) 制以為了繞開故障網(wǎng)絡(luò)鏈路。替代地，當(dāng)通信該故障存在信號時，該網(wǎng)絡(luò)元件可以適于簽發(fā)一個故障通信其包 括識別該簽發(fā)故障通信的網(wǎng)絡(luò)元件，并且該網(wǎng)絡(luò)元件可以適于基于該簽發(fā)故障通訊的網(wǎng)絡(luò) 元件決定其各自輸出端口選擇機(jī)制是否需要更新。在任一實(shí)施例中，一個算法分析可被用于識別一個必須更新其輸出端口選擇機(jī)制 的其它網(wǎng)絡(luò)元件以確保該故障網(wǎng)絡(luò)鏈路在以后被繞過。進(jìn)一步，在一個具體實(shí)施例中該網(wǎng)絡(luò)元件可以適于通過包括一個錯誤警告的傳輸 認(rèn)證通信一個故障存在每當(dāng)一個損壞數(shù)據(jù)包抵達(dá)時。理想地，該輸出端口選擇機(jī)制包括一個端口選擇寄存器在其中存儲對于動態(tài)選擇 可用的與網(wǎng)絡(luò)端口目的地相關(guān)的輸出端口和，接收與該故障存在相關(guān)通信的響應(yīng)，該網(wǎng)絡(luò) 元件可適于從端口選擇寄存器取消由該損壞數(shù)據(jù)包使用的先前輸出端口。
每個網(wǎng)絡(luò)元件可以包括大量端口選擇寄存器在其中網(wǎng)絡(luò)端口目的地分布在端口 選擇寄存器中，這樣，響應(yīng)一個關(guān)于故障存在通信的接收，由損壞數(shù)據(jù)包使用的先前輸出端 口僅在端口選擇寄存器中取消其中該輸出端口與損壞數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)端口目的地相關(guān)。在另一個具體實(shí)施例中每個網(wǎng)絡(luò)元件具有大量輸入端口并且每個輸入端口分配 有各自的一個或多個端口選擇寄存器。對于每個網(wǎng)絡(luò)元件還希望適于在一個預(yù)定時間段以后重新啟用在端口選擇寄存 器中的先前取消的一個輸出端口。本發(fā)明另一不同目的是提供一種在多路徑網(wǎng)絡(luò)中管理故障的方法，該網(wǎng)絡(luò)具有大 量網(wǎng)絡(luò)端口，大量網(wǎng)絡(luò)元件，該網(wǎng)絡(luò)元件具有大量動態(tài)可選擇輸出端口和輸出端口選擇機(jī) 制；和大量網(wǎng)絡(luò)鏈路監(jiān)護(hù)互聯(lián)該網(wǎng)絡(luò)元件和該網(wǎng)絡(luò)端口以傳輸數(shù)據(jù)包，所述方法包括步驟 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)鏈路上的故障；從偵測到故障的網(wǎng)絡(luò)元件通信故障存在返回至一個或多個其它網(wǎng) 絡(luò)元件經(jīng)由能避開該故障的網(wǎng)絡(luò)鏈路；和更新所述一個或多個其它網(wǎng)絡(luò)元件的交換端口選 擇機(jī)制這樣僅保證能繞開該故障網(wǎng)絡(luò)鏈路的交換端口動態(tài)可選擇。優(yōu)選的，監(jiān)測故障的步驟包括檢查輸入網(wǎng)絡(luò)元件的數(shù)據(jù)包內(nèi)容的損壞和由損壞數(shù) 據(jù)包出發(fā)的故障存在通信沿?cái)?shù)據(jù)包先前傳過網(wǎng)絡(luò)至其損壞點(diǎn)的路徑返回。當(dāng)故障存在被通信，一個故障通信可以被簽發(fā)其包括識別僅一個其它網(wǎng)絡(luò)元件， 在該數(shù)據(jù)包先前傳至其損壞點(diǎn)的路徑中，其要求更新各自輸出端口選擇機(jī)制以為了避開該 故障網(wǎng)絡(luò)鏈路?？蛇x地，當(dāng)故障存在被通信，一個故障通信可被簽發(fā)其包括識別該簽發(fā)所述故障 通信的網(wǎng)絡(luò)元件，這樣其它網(wǎng)絡(luò)元件要求更新其輸出端口選擇機(jī)制基于該簽發(fā)了故障通信 的網(wǎng)絡(luò)元件識別其自身。理想地，一個算法分析用于識別一個必須更新其輸出端口選擇機(jī)制的其它網(wǎng)絡(luò)元 件以確保該故障網(wǎng)絡(luò)鏈路在以后被繞過。在一個具體實(shí)施例中通過包括一個錯誤警告的傳輸認(rèn)證通信一個故障存在每當(dāng) 一個損壞數(shù)據(jù)包抵達(dá)時。該輸出端口選擇機(jī)制可包括一個端口選擇寄存器在其中存儲對于動態(tài)選擇可用 的與網(wǎng)絡(luò)端口目的地相關(guān)的輸出端口這樣，響應(yīng)接收與該故障存在相關(guān)通信，由該損壞數(shù) 據(jù)包使用的先前輸出端口可從該端口選擇寄存器取消。優(yōu)選地，每個網(wǎng)絡(luò)元件包括大量端口選擇寄存器在其中網(wǎng)絡(luò)端口目的地分布在端 口選擇寄存器中，這樣，響應(yīng)一個關(guān)于故障存在通信的接收，由損壞數(shù)據(jù)包使用的先前輸出 端口僅在端口選擇寄存器中取消其中該輸出端口與損壞數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)端口目的地相關(guān)每個網(wǎng)絡(luò)元件可具有大量輸入端口和位于每個輸入端口的一個或多個端口寄存 器副本。同時，在一個預(yù)定時間段之后一個先前取消的在該端口選擇寄存器內(nèi)的輸出端口
可以重新啟用。因此本發(fā)明提供一個網(wǎng)絡(luò)具有間發(fā)故障容錯并使得鏈路最大化使用同時僅發(fā)生 微小錯誤率同時在同一時間從剩余無錯誤網(wǎng)絡(luò)中最大達(dá)可用帶寬。此外，本發(fā)明避免需要一個超級管理程序，與網(wǎng)絡(luò)中單個網(wǎng)絡(luò)元件分離，并避免整 個網(wǎng)絡(luò)在任何發(fā)現(xiàn)故障的時候需要重新評價。替代地，故障存在直接從發(fā)現(xiàn)故障的網(wǎng)絡(luò)元件僅通信至經(jīng)由該故障網(wǎng)絡(luò)鏈路最近發(fā)送數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)元件。前述和其它目的、方面和優(yōu)點(diǎn)將接合附圖通過以下本發(fā)明的一具體實(shí)施例的詳細(xì) 描述得到更好的理解，附圖中


圖1示出了一個傳統(tǒng)多路徑網(wǎng)絡(luò)；圖2示出了圖1中的一個傳統(tǒng)的交叉開關(guān)；圖3示意性地示出了一個包括根據(jù)本發(fā)明的多路徑網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)橋；圖4是圖3中根據(jù)本發(fā)明的多路徑網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖5是圖4中的多路徑網(wǎng)絡(luò)示出了一條穿過網(wǎng)絡(luò)遭遇故障的路由的示意圖；圖6是通過一個網(wǎng)絡(luò)鏈路交互互聯(lián)的兩個網(wǎng)絡(luò)元件的邊緣的示意圖，根據(jù)本發(fā)明圖7示也是根據(jù)本發(fā)明的一個大型多路徑網(wǎng)絡(luò)的示意圖；圖8是圖6中多路徑網(wǎng)絡(luò)的示意圖示出了傳過網(wǎng)絡(luò)遭遇故障的一個路由；和圖9是圖6中多路徑網(wǎng)絡(luò)但是具有不同故障的示意圖。
具體實(shí)施例方式此處描述的在多路徑網(wǎng)絡(luò)中管理故障的方法可應(yīng)用于任何從源或入站端口至目 的地或出站端口具有多個路由的網(wǎng)絡(luò)允許動態(tài)路由PDU傳過網(wǎng)絡(luò)。此外，以下給出的所有 例子為了增加示意圖的清楚性示出的單向鏈路但是該機(jī)制對于全雙工鏈路同樣有效。一個非常大的多端口，多階段網(wǎng)橋構(gòu)架交換可具有上千網(wǎng)絡(luò)鏈路并且任一個所述 鏈路是錯誤的潛在源。此處描述的方法可以允許非常偶然的錯誤損壞路由傳過網(wǎng)絡(luò)的PDU 的數(shù)據(jù)，提供有通過CRC偵測該錯誤，但是所述方法防止鏈路在錯誤發(fā)生于許多分開的PDU 之后持續(xù)產(chǎn)生錯誤。下面描述的以太網(wǎng)網(wǎng)橋或路由器引入一個附加的協(xié)議層，此處指的是“封裝 層”(Encapsulation Layer)，其處于標(biāo)準(zhǔn)OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層之間能夠封裝網(wǎng) 絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。在本申請文本內(nèi)容中中間站的定義延伸至包括能夠轉(zhuǎn)發(fā)附加協(xié)議層此處所指的 封裝層封裝的數(shù)據(jù)包的站。此處提到的這種類型的站是網(wǎng)橋構(gòu)架或網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。一個多端口 網(wǎng)橋構(gòu)架可通過一系列通過網(wǎng)橋構(gòu)架交換鏈接(BFSLs)交互互聯(lián)的網(wǎng)橋構(gòu)架交換(BFSs) 來實(shí)現(xiàn)。完成封裝進(jìn)一個PDU中，也是英國專利申請?zhí)?807937. 8共同的未決問題，此處弓| 入該專利文獻(xiàn)全文內(nèi)容作為參考，并且此處其提及為“構(gòu)架協(xié)議數(shù)據(jù)單元”(FPDU)，避免了 修改下層PDU數(shù)據(jù)幀報(bào)頭或報(bào)尾的需求，從而移出了重新計(jì)算循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(CRC)或其 它基于數(shù)據(jù)幀內(nèi)容的傳遞信息的花銷。FPDU用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，認(rèn)證和流控制機(jī)制。FPDU 進(jìn)一步用來對于大型，高性能，可升級的以太網(wǎng)絡(luò)提供許多其它吸引人的特性。圖3示出的以太網(wǎng)橋或路由器1可以連接至大量的分離的以太網(wǎng)站2并執(zhí)行封裝 網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層的PDU進(jìn)FPDU。所述以太網(wǎng)橋1大體上包括連接有大量以太網(wǎng)端口 3(圖中為了清楚只示出了其中一個)的一多路徑網(wǎng)絡(luò)10其中每一端口單獨(dú)連接至一以太 網(wǎng)站2。所述以太網(wǎng)端口 3按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)并且每個包括與以太網(wǎng)站建立數(shù)據(jù)連接的手段、一接收手段或輸入4以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)接收功能和一傳輸裝置或輸出5以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)傳輸功能。所述以太網(wǎng)端口 3連接至提供傳統(tǒng)功能例如數(shù)據(jù)包緩沖6的一網(wǎng)絡(luò)界面7。然而， 所述網(wǎng)絡(luò)界面7還包括一以太網(wǎng)PDU封裝器8，該封裝器連接上述網(wǎng)絡(luò)界面7至網(wǎng)絡(luò)10的 入站端口(圖中未示出)并且一以太網(wǎng)PDU解封裝器9連接至網(wǎng)絡(luò)10的出站端口(圖中 未示出)返回至上述以太網(wǎng)端口 3。所述以太網(wǎng)PDU封裝器8執(zhí)行封裝層協(xié)議從而產(chǎn)生上 述FPDU。理想的所述以太網(wǎng)橋1的每個端口 3均分別具有各自的網(wǎng)絡(luò)界面7各自的以太網(wǎng) PDU封裝器8和各自的以太網(wǎng)PDU解封裝器9。所述網(wǎng)絡(luò)10，是專有的多路徑網(wǎng)絡(luò)，包括大量交互互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)元件18此處為網(wǎng) 橋構(gòu)架交換(BFSs)通過網(wǎng)絡(luò)鏈路17按網(wǎng)橋構(gòu)架交換鏈接(BFSLs)形式交互互聯(lián)。每個 BFSL17為優(yōu)選的雙向(全雙工)連接。沿每一方向傳遞的數(shù)據(jù)和認(rèn)證以及沿一方向的數(shù) 據(jù)流控制狀態(tài)數(shù)據(jù)可以和BFSL反向傳遞的數(shù)據(jù)多路復(fù)用。如之前提及，圖4中示出的所述 多路徑網(wǎng)絡(luò)10僅由九個BF&18組成。當(dāng)然，在大型網(wǎng)絡(luò)中將具有更多的BFk并且一個數(shù) 據(jù)包傳過網(wǎng)絡(luò)10在抵達(dá)網(wǎng)絡(luò)10的出口之前將經(jīng)過許多BF&18和BFSLsl7。此處網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)包傳輸通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架是指作為構(gòu)架協(xié)議數(shù)據(jù)單元(FPDU)并且這些相當(dāng)于封裝的以太網(wǎng) P而S。圖4中的方形A至I代表入站端口 2方形R至Z代表出站端口。每一個圓形1至9 是一個BFS18并且箭頭線是單向BFSLsl7。該網(wǎng)絡(luò)中每個BFS只有三個輸入端口和三個輸 出端口其給定數(shù)量僅為三個。實(shí)際網(wǎng)絡(luò)通常由具有更多數(shù)量或許16個或更多的BF^構(gòu)建 而成。示出的網(wǎng)絡(luò)分配較少數(shù)量的BF^是為了圖示清楚。雖然每個BFS具有數(shù)量為三個，圖4中示出的所述多路徑網(wǎng)絡(luò)10仍具有足夠豐富 度以允許自修復(fù)發(fā)生。每個入站端口 2具有三個至任一出站端口可能的連接。因此，一個 FPDU從任一入站端口移動至任一出站端口能經(jīng)過三個BF&4、5或6中的任意一個。如果任 何一個中間BFSLs故障，則兩個其它路由存在以運(yùn)送FP而s傳過整個網(wǎng)橋。此處描述的多路徑網(wǎng)絡(luò)假定存在一個反向認(rèn)證控制流。這是一個很小量的控制信 息用于指示在轉(zhuǎn)發(fā)方向成功傳輸批量數(shù)據(jù)。這種控制信息可以通過使用附加旁帶信號提供 或通過從全雙工BFSL17的反向偷用很小量的帶寬來實(shí)現(xiàn)。多路徑網(wǎng)絡(luò)10的BF&18適于 確保每個控制認(rèn)證自動路由沿其認(rèn)證的FPDU使用的路徑返回。所述控制認(rèn)證用于在返回 或認(rèn)證路徑確認(rèn)FPDU經(jīng)由那個BFS路徑傳輸更新每個BFS狀態(tài)。通過發(fā)送FP而s傳輸信號至其出站端口，在其它情況下動態(tài)路由的多路徑網(wǎng)絡(luò)中 所述反向認(rèn)證控制流用于提供控制數(shù)據(jù)包次序。如果一個數(shù)據(jù)流不得不改變以緩解擁塞， 例如，則新FP而s不會在一個新路由的鏈路上釋放直到所有與數(shù)據(jù)沿舊路由傳輸相關(guān)的認(rèn) 證被網(wǎng)絡(luò)將改變路由發(fā)生的點(diǎn)接收。附加地，所述反向認(rèn)證其自身提供為通信重新路由信 息返回至網(wǎng)絡(luò)中較早階段或者啟用一個數(shù)據(jù)流重定位至較少擁塞鏈路或者避開故障鏈路 的手段。參看圖4可以發(fā)現(xiàn)具有三個交換階段標(biāo)記為第一、第二和第三。第二和第三階段 將FP而s指向預(yù)期出站端口。第一階段可以用于動態(tài)路由FP而s至任一第二交換階段的 BF&。如果一個錯誤或一系列錯誤發(fā)生在位于第一和第二交換階段的任一 BFSLs上則該錯 誤將會由連接至位于第二交換階段BFSL的BFS通過傳統(tǒng)的CRC手段偵測到。位于第一交換 階段連接至該BFSL的產(chǎn)生錯誤的BFS則通過一個附加于傳統(tǒng)認(rèn)證的錯誤類別以指示問題 的手段使用反向認(rèn)證控制流通知該問題。發(fā)生故障的BFSL則能從由位于第一交換階段所述BFS的合理選擇使用作為將來從第一交換階段至第二交換階段的動態(tài)路由選擇中排除。 如果一個錯誤發(fā)生在第二和第三交換階段則通過改變初始動態(tài)交換階段也能避免。圖5示出了圖4中從入站端口 A至出站端口 W的一個傳過網(wǎng)絡(luò)的路徑其中錯誤發(fā) 生在BFS6和BFS8之間的BFSL上。如果沒有發(fā)現(xiàn)錯誤則從A至W的正常FPOTs流將，也 就是說，產(chǎn)生一個認(rèn)證流從W返回至A。然而，在圖5示出的例子中一些從BFS6至BFS8的 FPDUs被損壞。這由BFS8偵測到當(dāng)其接收FPDUs由于從FPDU報(bào)文產(chǎn)生的CRC與接收的附 加至結(jié)尾FPDU的CRC不相匹配。已識別錯誤，則BFS8簽發(fā)一個錯誤認(rèn)證經(jīng)由涉及轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn) 已損壞的FPDU路由上的每個BFk返回至入站端口 A。因此，BFSl將可見這一錯誤認(rèn)證并 動作以將BFS6從至出站端口 W抵達(dá)合理連接中移除。參看圖5能發(fā)現(xiàn)如果連接經(jīng)過BFS6則從入站端口 A、B或C至出站端口 U、V或W 的任何連接均會遇到問題。事實(shí)上這是真的對于任一入站端口經(jīng)由BFS6試圖連接出站端 口 U、V 或 W。簡單的解決位于BFS6和BFS8之間的BFSL上錯誤的方案是避免發(fā)送任何數(shù)據(jù)至 BFS6。然而由于從BFS6向BFS7和BFS9發(fā)送數(shù)據(jù)仍然可行所以這種方式是低效的。最復(fù) 雜的解決方案是允許從第一交換級別提供的最終出站端口不包括出站端口 U、V或W的FPDU 傳輸至BFS6。僅具有九個出站端口的網(wǎng)絡(luò)這是一個比較復(fù)雜的解決方案識別精確的出站端 口以避免BFS6和BFS8之間的BFSL還是可以預(yù)期的。但是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)具有上千出站端口的狀 態(tài)需要識別精確的出站端口以避免所有具有斷開BFSL的BFS就變得過量了。另一方面，該 簡單解決方案僅避免發(fā)送任何數(shù)據(jù)指向可能使用斷開BFSL將阻止比合理更多的整體網(wǎng)絡(luò) 帶寬。在一個非常大的網(wǎng)絡(luò)中將具有許多入口至出口不頻繁發(fā)生的連接。由于認(rèn)證控制 流僅為那些位于原始FPDU的路徑上的BFk攜帶錯誤信息，則有些BFk不會被通知問題并 且將經(jīng)由應(yīng)該避免的BFSL動態(tài)路由FPDU，直到它們也接收到一個錯誤認(rèn)證。在圖5中，例 如，如果入站端口 D、E和F不恰巧需要發(fā)送任何FP而s至任何端口 U、V和W則BFS2將不會 從BFS6接收任何錯誤認(rèn)證并且結(jié)果將不會觸發(fā)以將BFS6從動態(tài)路由的合理選擇中排除。 因此，所有至其它出站端口的連接將繼續(xù)合理使用BFS6。為最小化動態(tài)路由的限制同時確保網(wǎng)絡(luò)故障鏈路能可靠避開，每個網(wǎng)絡(luò)輸入端口 賦予其自己的為動態(tài)路由選擇可接受的輸出端口掩碼。則如果輸入端口 D，例如，具有與任 一出站端口 U、V或W的會話并且因此發(fā)現(xiàn)BFS6需要被排除，網(wǎng)絡(luò)入站端口 E和F仍然不知 道錯誤仍允許使用BFs6因?yàn)樗鼈儧]有從位于BFS6和BFS8之間的BFSL發(fā)送FPDUs。如圖6所示，動態(tài)路由掩碼優(yōu)選以一個或多個寄存器12的形式執(zhí)行，入站端口緩 沖21之外，在每個BFS上。每個寄存器12識別與一個活多個自適應(yīng)選擇交換輸出端口相 關(guān)的一組網(wǎng)絡(luò)端口目的地。在寄存器設(shè)置一個位禁用或取消為那個網(wǎng)絡(luò)端口組的交換輸出 端口的動態(tài)選擇。理想地，路由表對于BFS的每個輸入端口可復(fù)制以為了簡化BFS設(shè)計(jì)中 間計(jì)時。根據(jù)此處描述的故障管理方法大量動態(tài)路由掩碼可以簽發(fā)至每個輸入端口伴隨 每個動態(tài)路由掩碼對一個特定范圍的出站端口敏感。通過使用多個獨(dú)立掩碼禁用一個自適 應(yīng)BFSLs直接與涉及的掩碼數(shù)量相關(guān)的影響進(jìn)一步降低。例如，如果每個輸入分配八個掩 碼則僅當(dāng)該指向FP而s至出站端口的輸入在包括故障鏈路范圍內(nèi)時輸出端口的BFS中的一個禁用。因此輸出端口的改變禁用通過因子8減少。之前的例子示出了具有兩級目的地交換和一級自適應(yīng)交換的多路徑網(wǎng)絡(luò)。此處描 述的多路徑網(wǎng)絡(luò)在更多級別交換時也能運(yùn)行良好。圖7示出了一個具有三級目的地交換 (BFS9至20)和兩級自適應(yīng)交換(BFS1至8)。然而，為了圖示清楚這些交換的數(shù)量被減少。參看圖7能發(fā)現(xiàn)圖示的網(wǎng)絡(luò)是對稱的。對稱不是此處描述的多路徑網(wǎng)絡(luò)的必要因 素但是對稱能簡化該容錯方法的執(zhí)行。這種對稱能用于識別網(wǎng)絡(luò)中一個交換必須改變以避 免故障的地點(diǎn)。一個內(nèi)部故障可能發(fā)生在任何交換階段之間的任何BFSLs上。如果故障 BFSL連接至一個自適應(yīng)BFS的輸出則該自適應(yīng)BFS能簡單地在該BFSL上不轉(zhuǎn)發(fā)任何數(shù)據(jù)。 這通過從該BFS的任何動態(tài)路由連接中可用的BFS端口輸出中排除該BFSL來實(shí)現(xiàn)。參看 圖7自適應(yīng)交換為第一和第二交換階段(BFS1至8)。這樣位于第一和第二交換階段的故障 在第一層BFk上避開并且位于第二和第三交換階段的故障在第二交換階段避開。圖8也是示出了位于第三和第四交換層的從入站端口 D至出站端口 T的連接上的 故障。在圖8中很清楚正確位置以調(diào)整動態(tài)路由選擇以確保避開BFS6上該斷開的或故障 的BFSL。在這個例子中這將導(dǎo)致從端口 D移向T的FP而s經(jīng)過BFSlO而替代BFS12。在圖9中示出了位于第四和第五交換層之間從入站端口 D至出站端口 T的一個 連接的BFSL上的故障。在這個例子中該故障僅能通過強(qiáng)制FP而s從BFS13進(jìn)入BFS17來 避開。因此改變BFS6的輸出端口沒有作用。唯一強(qiáng)迫數(shù)據(jù)抵達(dá)正確鏈路的方式是改變至 BFS2的其它輸出端口。這些示出的簡單算法方案的例子能用于識別自適應(yīng)BFS當(dāng)不得不做出改變以避 免故障。如果網(wǎng)絡(luò)具有圖7中示出的對稱性則當(dāng)在接近出站端口的交換階段上一個故障被 偵測到則在接近入站端口的交換階段上的自適應(yīng)掩碼必須調(diào)整。如果故障位于第二 BFS至 出站則位于第二接近BFS至入站的自適應(yīng)掩碼必須改變。如果網(wǎng)絡(luò)具有更多階段則這一規(guī) 則能繼續(xù)使用但是具有第三接近或第四接近等等。這些規(guī)則對于具有不同數(shù)量階段、不同 對稱性、不同數(shù)量端口和不同關(guān)聯(lián)度的網(wǎng)絡(luò)同樣適用。即使當(dāng)網(wǎng)絡(luò)具有完全不同的拓?fù)洌?似規(guī)則，在拓?fù)渲蟹从巢煌?，也能識別以找到適當(dāng)?shù)腂Fk當(dāng)路由改變必須做出通過調(diào)整相 關(guān)動態(tài)路由掩碼時。在替代方案中，當(dāng)然對于每個BFS包括能識別BFS的相關(guān)在動態(tài)路由掩碼中將禁 用的輸出端口的多路徑網(wǎng)絡(luò)映射是可能的。因此包括錯誤類型的認(rèn)證也攜帶一個參數(shù)值。該參數(shù)值用于識別自適應(yīng)交換級別 其能對認(rèn)證的錯誤做出適當(dāng)反應(yīng)并調(diào)整其動態(tài)路由掩碼以反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)故障。偵測故障的BFS 用其自身在網(wǎng)絡(luò)中位置為錯誤認(rèn)證產(chǎn)生一個合適參數(shù)值。該認(rèn)證傳過網(wǎng)絡(luò)返回并且，不同 于其通常認(rèn)證功能，被所有其經(jīng)過的非自適應(yīng)BFS忽略。該具有錯誤類型和參數(shù)值的認(rèn)證 還被不匹配參數(shù)值的自適應(yīng)BFk忽略。最后該認(rèn)證在具有匹配參數(shù)值或網(wǎng)絡(luò)級別的自適 應(yīng)交換處被接收。與該認(rèn)證相關(guān)的自適應(yīng)交換通過禁用動態(tài)選擇與避開的BFSL相關(guān)的該 BFS的輸出端口。這是FPDU輸出的端口也是認(rèn)證被接收的端口。輸出端口通過在自適應(yīng)交 換的FPDU接收的入站端口的動態(tài)路由掩碼中設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)位禁用。當(dāng)使用大量動態(tài)選擇掩碼的地方，禁用該端口的動態(tài)選擇僅用在特定于該被故障 鏈路影響的端口的一個掩碼或路由表中。當(dāng)該錯誤認(rèn)證被接收，F(xiàn)PDU數(shù)據(jù)流停止直到所有FPDU的認(rèn)證被接收。一些或所有先前發(fā)送數(shù)據(jù)的最后一個認(rèn)證信號將或者從出站端口發(fā)出或者在故障BFSL上完全丟失。 從出站端口發(fā)送的一些數(shù)據(jù)可能被該故障BFSL損壞。期望的是這一數(shù)據(jù)將可能被OSI參考 模型堆棧的更高層請求重發(fā)。由于傳統(tǒng)方法的重新發(fā)送損壞或丟失P而s可以實(shí)施此處對 這點(diǎn)沒有詳細(xì)描述。一旦最后的認(rèn)證被接收一個新的自適應(yīng)選擇能為新的FP而s做出，使 用新的掩碼值，并且這些新FP而s將在一個不同的輸出端口發(fā)送將不再抵達(dá)該故障BFSL。由數(shù)量為2的BFS構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)上的故障的影響非常高伴隨從丟失的交換階段一半 的帶寬。通常由BFS構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)具有更多數(shù)量可能是8或16。此處從相應(yīng)的BFS對于帶寬 故障的影響從1/2減小至1/8或1/16。此處描述的方法自動從動態(tài)路由選擇掩蓋輸出交換端口。這確保非常少的數(shù)據(jù)損 壞并且一旦故障被發(fā)現(xiàn)該斷開的BFSL被所有新網(wǎng)絡(luò)通信量從傳過該故障鏈路的具有先前 發(fā)送通信量的BFk中忽略。故障可能由許多原因發(fā)生。一些故障持續(xù)直到硬件被替換。一些故障由電纜沒有 插上產(chǎn)生并可能重新插好。偶然地一次性難追蹤的軟件故障將產(chǎn)生。在具有的錯誤率處 于足夠低比率不會影響整體系統(tǒng)性能的大型網(wǎng)絡(luò)中非常低的錯誤率是可接受的。當(dāng)響應(yīng) 具有錯誤類型的認(rèn)證時，BFS自動在動態(tài)路由掩碼中設(shè)置數(shù)據(jù)位以重新路由FPDU避開故障 BFSL。這些數(shù)據(jù)位能通過相關(guān)的控制管理處理器清除或以一個非常低的頻率以重新啟用該 故障BFSLs形成該BFS的一部分，例如每隔30秒。如果該故障持久則該數(shù)據(jù)位將簡單地重 新設(shè)置雖然這可能花費(fèi)一些時間由于網(wǎng)絡(luò)通信量模式可能改變這樣從該自適應(yīng)BFS至故 障BFSL的會話不再發(fā)生。如果該故障時暫時的則該BFSL將僅僅重新啟用并且其帶寬對整 個構(gòu)架帶寬做貢獻(xiàn)。此處描述的故障管理方法為傳統(tǒng)靜態(tài)禁用網(wǎng)絡(luò)鏈路最小化網(wǎng)絡(luò)上的故障對帶寬 丟失的影響提供一個極大的改進(jìn)。如之前提及，如果所述多路徑網(wǎng)絡(luò)由全雙工BFSL構(gòu)建則一個方向的錯誤偵測能 在其它方向報(bào)告。這能通過在返回路徑上返回指示偵測錯誤存在的認(rèn)證來實(shí)現(xiàn)。如果錯誤 率足夠高，整個鏈路可能被接收錯誤的最后鏈路禁用。若干傳統(tǒng)協(xié)議存在以允許全雙工鏈 路的最后一個協(xié)定一個合適的備用級別。發(fā)現(xiàn)一個故障該鏈路可能降低并且通常鏈路提高 初始的協(xié)定進(jìn)程。如果另一錯誤發(fā)生則如果該錯誤持續(xù)整個進(jìn)程可能無限期重復(fù)。優(yōu)選地， 如果在一個方向偵測到錯誤一個故障BFSL被認(rèn)定每個方向均斷開。由于可能接收到非常 偶然的錯誤，在一個故障管理方法的具體實(shí)施例中若干連續(xù)的錯誤必須在BFSL被認(rèn)為不 可用之前接收。此外，將定該BFSL總是接收有效數(shù)據(jù)或控制令牌因此如果情況并非如此一 個BFSL應(yīng)該也被認(rèn)為斷開。根據(jù)此處描述的執(zhí)行動態(tài)路由的多路徑網(wǎng)絡(luò)，提供了 FP而s通過網(wǎng)絡(luò)傳輸保持?jǐn)?shù) 據(jù)包次序的手段。此處描述的適于在具有此處描述的多路徑網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包排序 的一個適于實(shí)施的例子可以在英國專利申請?zhí)?808862. 7中找到，其內(nèi)容此處合并作為參考。此處描述的多路徑網(wǎng)絡(luò)真實(shí)可擴(kuò)展的提供從256個或稍微少些的端口至48000個 端口或更多。一個使用此處描述方法和裝置的單獨(dú)以太網(wǎng)橋或路由器與傳統(tǒng)網(wǎng)橋相比能夠 提供極大增強(qiáng)的可連接性。例如，目前最大的10吉位((ibe)以太網(wǎng)橋(結(jié)構(gòu)模塊化的)僅 提供288個端口。根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)，一個能運(yùn)行在10(ibe或更高的單獨(dú)以太網(wǎng)橋能提供，例如，48000個端口。雖然此處對以太網(wǎng)橋或路由器做出參考它將，當(dāng)然，顯而易見的本發(fā)明可用于任 何在網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出之間傳輸數(shù)據(jù)包的多路徑網(wǎng)絡(luò)。同時，雖然該多路徑網(wǎng)絡(luò)被描述為 全雙工鏈路，所述鏈路可替代為包括具有旁帶以允許認(rèn)證令牌和標(biāo)簽沿相反方向傳輸?shù)陌?雙工鏈路。雖然本發(fā)明被描述為具有特定的多路徑網(wǎng)絡(luò)，它將，當(dāng)然，顯而易見地本發(fā)明能用 于任何執(zhí)行動態(tài)路由的多路徑網(wǎng)絡(luò)，例如自適應(yīng)路由。此外，本發(fā)明能等同用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)與此處圖示不同涉及不同數(shù)量網(wǎng)絡(luò)元件和不同度和不同交互互聯(lián)布置。同時本發(fā)明不限 制于在通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)包時使用封裝的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架?？衫斫獾?，由此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說對本發(fā)明具體實(shí)施例以及本發(fā)明的基本 原則和此處描述的特征進(jìn)行各種各樣的修改是顯而易見的。因此，本發(fā)明并不限于示出的 具體實(shí)施例并且上述修改和變體仍落入隨附的權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器、集線器或類似設(shè)備的多路徑網(wǎng)絡(luò)，所述多路徑網(wǎng)絡(luò) 包括大量網(wǎng)絡(luò)端口 ；大量網(wǎng)絡(luò)元件；和大量網(wǎng)絡(luò)鏈路交互互聯(lián)所述網(wǎng)絡(luò)元件和所述網(wǎng)絡(luò)端 口以傳輸數(shù)據(jù)包，每個網(wǎng)絡(luò)元件包括一個故障監(jiān)視器以偵測該網(wǎng)絡(luò)元件連接的網(wǎng)絡(luò)鏈路上 的故障，大量動態(tài)可選擇輸出端口和輸出端口選擇機(jī)制并且每個網(wǎng)絡(luò)元件適于經(jīng)由那些繞 過該故障網(wǎng)絡(luò)鏈路的網(wǎng)絡(luò)元件通信故障存在返回至一個或多個其它網(wǎng)絡(luò)元件，并且當(dāng)通信 故障存在被接收時每個網(wǎng)絡(luò)元件適于更新輸出端口選擇機(jī)制這樣僅確保故障網(wǎng)絡(luò)鏈路被 繞過的輸出端口動態(tài)可選擇。
2.如權(quán)利要求1所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中每個網(wǎng)絡(luò)元件的所述故障監(jiān)視器適于偵測輸 入至所述網(wǎng)絡(luò)元件的數(shù)據(jù)包內(nèi)容的損壞并且其中所述網(wǎng)絡(luò)元件適于沿所述數(shù)據(jù)包先前傳 過網(wǎng)絡(luò)至其損壞點(diǎn)的路徑反向通信由數(shù)據(jù)包損壞觸發(fā)的故障存在。
3.如權(quán)利要求2所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中當(dāng)通信故障存在時，所述網(wǎng)絡(luò)元件適于簽發(fā) 一個包括標(biāo)識僅一個其他網(wǎng)絡(luò)元件的故障通信，在所屬數(shù)據(jù)包先前傳輸至其損壞點(diǎn)的路徑 中，其要求更新各自輸出端口選擇機(jī)制以為了繞開所述故障網(wǎng)絡(luò)鏈路。
4.如權(quán)利要求2所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中，當(dāng)通信故障存在時，網(wǎng)絡(luò)元件適于簽發(fā)一個 包括標(biāo)識該簽發(fā)所述故障通信的網(wǎng)絡(luò)元件的故障通信，并且其中所述網(wǎng)絡(luò)元件適于基于該 簽發(fā) 了故障通信的網(wǎng)絡(luò)元件決定各自輸出端口選擇及時是否要求更新。
5.如權(quán)利要求3或4所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中使用一個算法分析所述網(wǎng)絡(luò)元件適于識 別必須更新其自身輸出端口選擇機(jī)制以確保故障網(wǎng)絡(luò)連接在未來被繞過的所述一個其他 網(wǎng)絡(luò)元件。
6.如權(quán)利要2-5任一所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中網(wǎng)絡(luò)元件適于通過每當(dāng)一個損壞數(shù)據(jù)包 被接收時包括一個錯誤警告進(jìn)一個傳輸認(rèn)證來通信故障存在。
7.如權(quán)利要求2-6任一所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中所述輸出端口選擇機(jī)制包括一個端口 寄存器在其中存儲由對于動態(tài)選擇可用的與網(wǎng)絡(luò)端口目的地相關(guān)的輸出端口并且其中，響 應(yīng)接收與故障存在相關(guān)通信，所述網(wǎng)絡(luò)元件適于從選擇寄存器中取消損壞數(shù)據(jù)包先前使用 的輸出端口。
8.如權(quán)利要求7所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中每個網(wǎng)絡(luò)元件包括大量端口選擇寄存器其中 網(wǎng)絡(luò)端口目的地分布在端口選擇寄存器中，并且其中，響應(yīng)接收關(guān)于故障存在的通信，損壞 數(shù)據(jù)包先前使用的輸出端口僅從與輸出端口與損壞數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)端口目的地相關(guān)的端口 選擇寄存器中取消。
9.如權(quán)利要求7或8所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中每個網(wǎng)絡(luò)元件具有大量輸入端口并且每 個輸入端口分配有各自的一個或多個端口選擇寄存器。
10.如權(quán)利要求7-9任一所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)，其中每個網(wǎng)絡(luò)元件適于在一個預(yù)定時間 段之后重新啟用端口選擇寄存器中一個先前取消的輸出端口。
11.一種在多路徑網(wǎng)絡(luò)中管理故障的方法，所述多路徑網(wǎng)絡(luò)具有大量網(wǎng)絡(luò)端口，大量網(wǎng) 絡(luò)元件，所述網(wǎng)絡(luò)元件具有大量動態(tài)可選擇的輸出端口和輸出端口選擇機(jī)制；和大量網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)鏈路交互互聯(lián)所述網(wǎng)絡(luò)元件和所述網(wǎng)絡(luò)端口以傳輸數(shù)據(jù)包，該方法包括步驟在網(wǎng)絡(luò)鏈路上監(jiān)測故障；從一個偵測到故障的網(wǎng)絡(luò)元件通信故障存在經(jīng)由能繞開該故障網(wǎng)絡(luò)鏈路返回至一個 或多個其它網(wǎng)絡(luò)元件；和更新所述一個或多個其它網(wǎng)絡(luò)元件的交換選擇機(jī)制這樣僅確保能繞開該故障網(wǎng)絡(luò)鏈 路的交換端口動態(tài)可選擇。
12.如權(quán)利要求11所述的故障管理方法，其中所述監(jiān)測故障的步驟包括在輸入值網(wǎng)絡(luò) 元件的數(shù)據(jù)包的內(nèi)容中檢查損壞并且其中由損壞數(shù)據(jù)包觸發(fā)的故障存在沿該數(shù)據(jù)包先前 傳過網(wǎng)絡(luò)至其損壞點(diǎn)的路徑通信返回。
13.如權(quán)利要求12所述的故障管理方法，其中，當(dāng)故障存在已通信，一個包括標(biāo)識僅一 個其它網(wǎng)絡(luò)元件的故障通信信號被簽發(fā)，在所述數(shù)據(jù)包先前傳至其損壞點(diǎn)的路徑中，其要 求更新各自的輸出端口選擇機(jī)制以為了繞開該故障網(wǎng)絡(luò)鏈路。
14.如權(quán)利要求12所述的故障管理方法，其中，當(dāng)故障存在已通信，一個包括標(biāo)識該簽 發(fā)故障通信信號的網(wǎng)絡(luò)元件的故障通信信號被簽發(fā)，并且其中要求更新其輸出端口選擇機(jī) 制的所述其它網(wǎng)絡(luò)元件基于該簽發(fā)了故障通信信號的網(wǎng)絡(luò)元件標(biāo)識其自身。
15.如權(quán)利要求13或14所述的故障管理方法，其中一個算法分析用來識別必須更新其 輸出端口選擇機(jī)制以確保該故障網(wǎng)絡(luò)鏈路在未來被繞開的所述一個其它網(wǎng)絡(luò)元件。
16.如權(quán)利要求12-15任一所述的故障管理方法，其中每當(dāng)接收到一個損壞數(shù)據(jù)包時 故障存在通過包括一個錯誤警告進(jìn)一個傳輸認(rèn)證來通信。
17.如權(quán)利要求12-16任一所述的故障管理方法，其中所述輸出端口選擇機(jī)制包括一 個端口選擇寄存器其中存儲對于動態(tài)選擇可用的與網(wǎng)絡(luò)段偶目的地相關(guān)的輸出端口并且 其中，響應(yīng)接收與故障存在相關(guān)的通信，一個由損壞數(shù)據(jù)包先前使用的輸出端口從所述端 口選擇寄存器取消。
18.如權(quán)利要求17所述的故障管理方法，其中每個網(wǎng)絡(luò)元件包括大量端口選擇寄存器 其中網(wǎng)絡(luò)端口目的地分布在端口選擇寄存器中，并且其中，響應(yīng)接收與故障存在相關(guān)的通 信，損壞數(shù)據(jù)包先前使用的輸出端口僅從輸出端口與損壞數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)端口目的地相關(guān)的 端口寄存器中取消。
19.如權(quán)利要求17或18所述的故障管理方法，其中每個網(wǎng)絡(luò)元件具有大量輸入端口并 且一個或多個端口選擇寄存器在每個輸入端口復(fù)制。
20.如權(quán)利要求17-19任一所述的故障管理方法，其中在一個預(yù)定時間段之后一個先 前從端口選擇寄存器取消的輸出端口重新啟用。
21.一種以太網(wǎng)橋包括如權(quán)利要求1-10任一所述的多路徑網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器、集線器或類似裝置的多路徑網(wǎng)絡(luò)，該多路徑網(wǎng)絡(luò)包括大量網(wǎng)絡(luò)端口；大量網(wǎng)絡(luò)元件；和大量網(wǎng)絡(luò)鏈路交互互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)元件和網(wǎng)絡(luò)端口以傳輸數(shù)據(jù)包，每個網(wǎng)絡(luò)元件包括故障監(jiān)測器以偵測網(wǎng)絡(luò)元件連接的網(wǎng)絡(luò)鏈路上的故障，大量動態(tài)可選擇輸出端口和輸出端口選擇機(jī)制并且每個網(wǎng)絡(luò)元件適于經(jīng)由能避開所述故障網(wǎng)絡(luò)鏈路的那些網(wǎng)絡(luò)元件通信故障存在返回至一個或多個其它網(wǎng)絡(luò)元件，并且當(dāng)所述故障存在通信被接收時每個網(wǎng)絡(luò)元件適于更新所述輸出端口選擇機(jī)制這樣只有避開了所述故障鏈路的輸出端口動態(tài)可選擇。同時提供一種多路徑網(wǎng)絡(luò)中管理故障的方法。
文檔編號H04L12/56GK102119510SQ200980131203
公開日2011年7月6日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者A·邁克爾·福特, D·C·休森, 喬恩·比克羅夫特 申請人:格諾多有限公司