[發明專利]用于遠程高速接口應用的流結構

有效

• 申請號: 01122608.0
• 申請日: 2001-06-26
• 公開（公告）號: CN1330472A
• 公開（公告）日: 2002-01-09
• 發明（設計）人: 梅迪·阿德米爾;安德魯·J·林諾斯三世;喬治·R·羅德里格斯
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04Q3/64
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 楊曉光

一般地說，本發明涉及管理通信網絡用的一種改進的方法和系統。特別地本發明涉及遠程通信網絡內的交換流控制機制。更具體地說，本發明涉及以邏輯流控制機制代替傳統的優選級輸出隊列的方法和系統，該控制機制可在一種交換結構(switch?fabric)中實現，它能用作遠程總線互連，從而能同時解決所關心的數據排序和流程控制問題。

以前，慢的網絡速度和由較高層協議(例如傳輸控制協議/網間協議(TCP/IP))提供的流控制防止了在交換處流控制出現問題。隨著近來對遠程通信網內節點對節點流控制和數據傳輸介質的改善，使得在網橋或交換機處的通信擁擠變為更成問題了。近來網絡速度上升到每秒千兆位(gigabits)，加上全雙工的傳輸能力，已經提出了對流控制機制的需求。這種流控制的目標包括效率和公平(fairness)。

服務器輸入/輸出(I/O)正沿著由一些新的開端確定的方向進行演變，這些新的開端諸如下一代I/O(NGIO)、未來I/O(FIO)和系統I/O(SIO)。NGIO、FIO和SIO已由InfiniBand聯合(Consortium)組合成為InfiniBand體系結構。這些I/O適配器需要一個交換結構把主信道適配器(host?channel?adapter，HCA)與目標信道適配器(targetchannel?adapter，TCA)互連起來。

許多傳統的交換結構，如國際商用機器公司(IBM)生產的PRIZMA交換結構，利用了一種可編程包流優先級方案。在初始化時，可得到的優先級數可設為1和n之間的一個值。因此，這種交換能支持多達n個優先級，由n隊列優先級化方案來實現。可得到流控制機來控制交換結構的輸入端和輸出端處有不同優先級的包流。在這種交換結構中的輸入端流控制可利用芯片上引出頭(on-chip?pin)實現，或利用每包包頭中的接收許可(receive-grant)信息。在交換結構輸出端的流控制可由發送許可引出頭來提供。

在這樣的優先級流控制方案中，禁止一個優先級將導致所有較低優先級流也被禁止。這樣，與n個優先級對應的n個隊列中按優先級規則得到服務，從而在較高優先級隊列中等待的一個包將在任何較低優先級隊列得到服務之前被傳送。

在傳統的交換結構中，流控制閾值和背壓(backpressure)觸發器是以基于優先級的排隊為根據的，這種排隊對于不同的隊列大小采用累積的輸出隊列大小。所以，每當一個高優先級被禁止，則所有較低優先級的傳送保證被禁止。串行隊列，如外圍部件互連(PCI)總線接口便有可能成為瓶頸，它可能潛在地降低由于利用高速網絡交換接口所帶來的性能好處。PCI是眾所周知的32/64位本地總線標準，被設計成用于快速訪問個人計算機內的外圍裝置，如用戶顯示器、盤驅動器、調制解調器等。

由于在交換I/O處總線接口的物理中斷，必須提供適當的緩存器管理，以防止交換機內緩存器(intra-switch?buffer)的上溢(overflow)或下溢(underflow)。串行隊列(如遠程PCI總線接口)成為交換結構中串行維持的流控制的潛在瓶頸。

所以，可以理解，需要一種利用交換機排隊能力的改進的系統和方法來維持一種并行流控制和數據排序機制，以此能遠程切換遠程總線接口。

這里公開了一個具有遠程總線間高速交換接口的系統。該系統包括一個交換結構，多個遠程總線接口與它相連。一個包括多個并行邏輯流隊列的可編程流隊列用于根據遠程總線接口的協議要求來調度各包。

在下述詳細書面描述中將清楚看出本發明的全部目的、特點和優點。

在所附權利要求中提出了相信為本發明特點的新特性。然而，結合附圖閱讀下文中對一實施示例的詳細描述，將能最好地理解發明本身及其最佳使用方式、進一步的目的和優點，這里：

圖1描繪一個遠程通信交換機，其中實現了本發明的流體系結構；

圖2顯示根據本發明的一個最佳實施例的交換機內包結構；

圖3a描繪根據本發明的一個最佳實施例的邏輯端口適配器，用于使各包排隊送到物理端口；

圖3b說明可以在圖3a中的邏輯端口適配器內實現的總線結構技術規則；

圖4是一方框圖，代表根據本發明的一個最佳實施例的交換機結構；以及

圖5是一方框圖，顯示根據本發明的一個最佳實施例的可編程包輸出排隊