[发明专利]用于对数据包进行排序的设备和方法

说明书

本发明提供一种用于对数据包进行排序，尤其是对无序到达的数据包进行重新排序的设备和方法。为此目的，所述设备包括用于存储所接收数据包的缓冲区和用于控制所述缓冲区以将每个所接收数据包存储在对应于与所述数据包相关联的唯一序列号的不同缓冲区位置处的处理逻辑。此外，所述处理逻辑用于控制读指针指向缓冲区位置，接着从所述缓冲区从所述缓冲区位置输出数据包，控制最后写指针指向与最高序列号相关联的所接收数据包的缓冲区位置，并控制第一间隙指针指向第一所接收无序数据包的缓冲区位置。所述处理逻辑还用于维持前计数器，所述前计数器存储在所述读指针与所述第一间隙指针之间的空缓冲区位置的数量，并且用于维持后计数器，所述后计数器存储在所述第一间隙指针之后的空缓冲区位置的数量。

技术领域

本发明大体上涉及通信系统和交换结构。确切地说，本发明涉及一种用于对所接收数据包进行排序，尤其是对所接收无序数据包进行重新排序的设备和方法。由此，所述设备和方法能够处理通信系统中的偶发性丢包。

背景技术

通信系统由彼此连接的多个交换机(称为网络或结构)组成，以便允许多个节点彼此通信。节点是任何能够使用所述网络(即，计算机、工作站、数据存储设备/阵列或网络接口)进行通信的设备。一般来说，节点能够同时传输并接收数据包。在给定数据包的传输中，传输数据包的节点在下文中称为传输或源节点，并且接收数据包的节点在下文中称为接收或目的地节点。

交换机含有多个双向端口。交换机的端口连接到其它交换机或连接到通信节点。整个网络包括多个交换机以及通过交换机的端口而彼此连接的多个节点，如在图13中示例性地说明。

通过网络在两个节点之间设置的任何连接都用唯一信息标识，所述唯一信息保存在每个从源传输到目的地的数据包(称为标头)内(当使用TCP和以太网协议时，此信息通常称为5元组)。从同一源到同一目的地的数据包统称为“流”。有可能存在从同一源到同一目的地的多个流。然而，每个流都是唯一标识的。

基于交换机内为每个数据包制定的路由决策，将来自输入端口的到达流量引导到输出端口。通常，交换机为流选择相同输出端口(即，将来自特定源的所有数据包都路由到特定目的地)。此方法避免了数据包无序地到达目的地的情况。如果通过不同输出端口发送给定流的数据包，则所述流的数据包可能会由于网络内的路径长度不同而无序(不按顺序)地到达目的地。

然而，完全通过网络中的唯一路径发送给定流效率不高，因为这很容易在网络中产生拥塞区域，同时使其它区域未被充分利用。因此，各种技术试图优化通过网络的数据包传输，以便最小化特定路径上的拥塞并减小时延(即，从源到目的地的传输时间)。所有技术都旨在通过交换机的不同输出端口传递给定流的数据包。

然而，这些技术可能会导致数据包无序地到达目的地。因此，在目的地需要重新排序机制。此外，网络有时可能会出于各种原因而丢弃数据包，例如，在数据包传递期间出现数据损坏，由于拥塞(存储区域不足)而在交换机内做出决策等。因此，为了利用所述技术，每个目的地需要能够对给定流的数据包的到达流进行重新排序，并将所述数据包依序传递到实际终端用户，同时还要处置网络中的丢包。丢包意味着至少一些数据包将不会到达它们的目的地。

一种用于对数据包进行重新排序的常规机制需要每个源将序列号(SN)附接到每个已传递的数据包上。每个数据包的SN都是唯一的且在每次发送数据包时递增。例如，当发送n个数据包时，第1个数据包的SN为i，第2个数据包的SN为i+1，第3个数据包的SN为i+2，依此类推，而第n个数据包的SN为i+n-1。在每个源与目的地之间，SN的序列必须是唯一的。例如，如果一个特定源具有两个目的地，分别是A和B，则这个源需要维持两个不同的序列，一个用于源A，另一个用于源B。

在这个用于对数据包进行重新排序的常规机制中，目的地使用从特定源接收的SN，以便将所接收的数据包重新排序为它们的原始序列，即，重新排序为它们从这个源离开的序列。当这样做时，目的地必须考虑到一些数据包可能已被网络丢弃的情况，并且近期内不会到达所述目的地(值得注意的是，源与目的地之间的高级别协议可能会识别出丢包，且所述目的地可能会请求重新传输所丢失的数据包)。