[发明专利]在数据交换网络中的控制信道的实现

说明书

技术领域

本发明涉及数据包交换通信网络，特别涉及用于实现在这种网络中的交换节点之间的控制信道的系统和方法。

背景技术

具有由以太网连接的多交换节点的数据包交换网络广泛应用于基于计算机的通信系统中。该以太网例如用于局域网(LAN)中，以把多个客户机互联或链接到一个客户机服务器上。以太网一般在交换节点之间通过例如双绞铜线、同轴电缆、光缆等等这样的物理介质上传送数据包或帧。早期的以太网系统工作在10Mb/s数据率并且一般采用同轴电缆。第二代以太网系统工作在100Mb/s，并且被称为吉比特(Gigabit)以太网的最近的以太网系统工作在1吉比特每秒的数据率上，并且一般采用光缆。

以太网已经由IEEE的LAN标准委员会根据以太网标准IEEE 802.3而标准化。根据该标准，以太网帧具有一种数据包格式，其中包括前导、来源和目的地址、数据区长度和数据区本身。在以太网中，数据区是可变长度，其可以多达1500字节或者8位元组。

作为一个8位元帧的前导帧被用于在10Mb/s和100Mb/s系统中的同步化。但是，在吉比特以太网系统中，由于该链路总是有效并且总是保持同步，因此该同步化功能是不必要的。本发明通过选择部分未使用的8位元组来利用该前导帧实现交换节点之间的控制信道。

发明概述

本发明通过利用以太网帧前导部分提供一种在以太网交换节点之间实现无成本的控制信道的应用。在交换网络中，通常需要在设备之间传送信息，例如，基于端口的控制流或者优先级信息。

因此，根据本发明第一方面，在此提供一种用于实现在数据包交换通信网络中的交换设备之间交换信息的控制信道的方法，其中包括：选择用于在交换设备之间进行通信的数据包格式的一个未使用部分；以及把控制信息嵌入在该未使用部分中。

根据本发明另一个方面，在此提供一种用于实现在数据包交换网络中的交换设备之间交换信息的控制信道的系统，其中包括：选择用于执行交换设备之间的通信的数据包格式的一个未使用部分的装置；以及用于把控制信息嵌入在该未使用部分中的装置。

附图说明

下面将参照附图更加详细地描述本发明，其中：

图1为以太网系统的方框图；

图2示出该以太网帧格式；

图3示出用于以及网帧的标准64位前导帧；以及

图4示出用于具有额外的嵌入信息的吉比特以及网帧的一个可能前导帧。

具体实施方式

图1为一种简化的以太网系统，其中采用连接到以太网介质的多个计算机，该以太网介质可以是双绞铜线、同轴电缆或者在吉比特以太网应用中的光纤。为了更加详细地讨论，存在有需要在各个计算机之间传送控制信息许多情况。如上文所述，在吉比特以太网应用中，一般用于同步化目的的前导帧是不需要的，并且它是用于本发明中在计算机或交换节点之间传送控制信息的前导帧。

图2示出一种典型的以太网帧格式，其具有一个八字节前导帧、一个六字节目的地址、一个六字节来源地址、一个两字节长度的数据区以及一个数据区本身，它的长度可以从0至1500字节之间变化。

本发明新颖性来源于应用控制信道的便利性、有效性和廉价性。通过简单地利用上述以太网帧格式，获得该控制信道而没有任何资源成本。没有牺牲数据带宽并且没有损害以太网的功能性。

如上文所述，以太网帧的前8个字节构成该前导部分。图3示出由从字节0到字节7的8字节帧的构成。如图3中所示，该前导部分的前7个字节都为10101010。该半导部分的最后一个字节被称为帧分隔符的起始(SFD)，并且由10101011所表示。如上文所述，该数据包报头接在该前导部分之后，并且包括例如来源和目的MAC地址这样的信息。

该前导部分一般用作为同步化模式(pattern)。它允许接收站对所发送的信号频率进行同步化。该前导部分的第一字节可能由于锁相等待时间而造成丢失，从而该字节包含不重要的内容。但是，在实践中，由于在吉比特以太网的链路有效并且总是保持同步，因此该同步化功能是不需要的。但是，另一方面，吉比特以太网仅仅是一种高速以太网。特别地，标准的以太网帧格式是相同的。对于吉比特以太网，以太网帧的前导部分本质上是被浪费的带宽。但是，应当注意，当前导帧不需要用于同步化时，整个帧不可用于保存控制信息。例如，一般需要分隔符来把数据包相互分隔。

根据本发明，该被浪费的带宽被回收利用来在由吉比特以太网链路所连接的设备之间传送控制信息。图4示出如何实现该目的一个例子。