[發(fā)明專利]用于同步網(wǎng)絡(luò)的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180007263.X
• 申請日: 2011-01-26
• 公開（公告）號: CN102835069A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷·W·桑德斯
• 申請（專利權(quán)）人: 雷·W·桑德斯
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L7/027
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 彭愿潔;彭家恩

優(yōu)先權(quán)要求

本專利申請要求名稱為“用于同步網(wǎng)絡(luò)的裝置和方法”、申請?zhí)枮?1/298487、申請日為2010年1月26日的美國臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

[1]本申請涉及網(wǎng)絡(luò)和通信控制。?

背景技術(shù)

[2]大型數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的高層結(jié)構(gòu)已達(dá)成共識，該共識在可預(yù)見的未來不太可能改變。該結(jié)構(gòu)已經(jīng)由能夠從一個(gè)計(jì)算機(jī)向另一個(gè)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)消息和文件演化為可從全球任何源向任何目標(biāo)攜帶任何類型數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞的成熟結(jié)構(gòu)。目前該結(jié)構(gòu)得到一致認(rèn)可并且存在不止一種實(shí)現(xiàn)形式（例如?ATM和MPLS），需要找到比現(xiàn)存數(shù)據(jù)率更高的新方法和裝置來低延遲、可靠地傳輸比特?cái)?shù)據(jù)。本申請公開了達(dá)到這些目標(biāo)的若干方法和裝置，并注重簡化、低成本和低功耗。?

[3]開始于二十世紀(jì)七十年代早期，有兩種采用數(shù)字技術(shù)以克服模擬電話和電報(bào)局限的途徑。一種是建立注重更高質(zhì)量數(shù)字化語音的數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)；另一種是建立以質(zhì)量為代價(jià)的強(qiáng)調(diào)可靠性的基于存儲和轉(zhuǎn)發(fā)分組交換（packet?switching）的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。分組交換因其靈活性和巨大投資以改善質(zhì)量并相比于語音網(wǎng)絡(luò)保持的靈活性而盛行。在數(shù)字語音方面的努力已逐漸過時(shí)，而分組交換途徑由于基于很久以前制定的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方式而具有一些嚴(yán)重的局限。?

[4]四種基本網(wǎng)絡(luò)方法需要從根本上進(jìn)行檢查以重定義相比較于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的未來網(wǎng)絡(luò)能力，這些方法是:?

1.?數(shù)據(jù)封裝方法?

2.?數(shù)據(jù)交換方法?

3.?分組緩存方法（Packet?buffering?methods）?

4.?流量路由方法（Traffic?routing?methods）

[5]第一個(gè)方面，數(shù)據(jù)封裝，描述了將數(shù)據(jù)分割成置于共享容器中可從一點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)的單元的方法。數(shù)據(jù)源可為計(jì)算機(jī)、電話、照相機(jī)、麥克風(fēng)、傳感器，或只要其為數(shù)字形式的其他設(shè)備。

[6]在數(shù)字語音網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)封裝是很受限制的。這些數(shù)字語音網(wǎng)絡(luò)基于數(shù)字時(shí)分復(fù)用體系（digital?time?division?multiplex?hierarchy）中的“八位位組”（octets）。如所實(shí)現(xiàn)的，這些網(wǎng)絡(luò)具有操作數(shù)據(jù)流的有限能力，這已被現(xiàn)存電話公司以語音為中心的網(wǎng)絡(luò)所證實(shí)。以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)從語音網(wǎng)絡(luò)中分離演化而來。這些以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)通常將數(shù)據(jù)封裝成包（packets）。分組復(fù)用過程（Packet?multiplexing）向每個(gè)源數(shù)據(jù)片段添加信息，識別源和目標(biāo)位置加上其他信息。添加的信息可包括服務(wù)類型、數(shù)據(jù)格式細(xì)節(jié)、錯(cuò)誤探測和修正，以及諸如網(wǎng)絡(luò)控制的其他目的。換言之，封裝涉及添加“報(bào)頭”（headers），“選項(xiàng)”（options），“錯(cuò)誤控制”（error?control），以及其他參數(shù)。數(shù)據(jù)封裝擴(kuò)展至作為分組協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)方法一部分的協(xié)議“層”（layers）。每個(gè)層具有名稱（例如，鏈路，網(wǎng)絡(luò)，傳輸，等等）。這就要求附加的報(bào)頭和其他信息。在網(wǎng)絡(luò)中包含協(xié)議層通常會造成長包（longer?packets）。因此，這些層經(jīng)常使用超出傳輸數(shù)據(jù)需要的大量帶寬開銷。?

[7]在基于分組（packet-based）的網(wǎng)絡(luò)中，使用報(bào)頭的數(shù)據(jù)封裝是需要的；但這種方法帶來了幾個(gè)困難。一個(gè)是由所需要的包開銷（packet?overhead）帶來的帶寬需求。另一個(gè)是以來自諸如數(shù)字化語音等數(shù)據(jù)率相對較低的源的比特?cái)?shù)據(jù)填充包緩存（packet?buffer）時(shí)所需要的延遲。封裝聲音的過程需要數(shù)十毫秒以避免發(fā)送短語音包所需要的更大的報(bào)頭帶寬。另外，路由器內(nèi)需要包緩存來平滑可帶來延遲變化和抖動（jitter）的通信流量。另一個(gè)困難是，即使包頭（packet?header）中只有一個(gè)比特錯(cuò)誤都可導(dǎo)致錯(cuò)誤的分發(fā)和/或包的丟棄。其后果是服務(wù)的中斷以及數(shù)據(jù)丟失，數(shù)據(jù)丟失可導(dǎo)致延遲及在路由器中的大量處理以重新轉(zhuǎn)發(fā)被丟棄的包。按照導(dǎo)致現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)工作方式的思路進(jìn)行推理可以引出這樣的問題，“將數(shù)據(jù)封裝進(jìn)包是個(gè)很好的想法，但是否有一種途徑，能夠以小到象一個(gè)比特位的短脈沖轉(zhuǎn)發(fā)封在包內(nèi)的數(shù)據(jù)而不依靠在每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)讀取每個(gè)包的報(bào)頭、標(biāo)簽（label）或標(biāo)記（tag）呢？”讀取標(biāo)記比讀取包頭快很多，但可做改進(jìn)。本申請公開了使用短時(shí)分幀（short?time-division?frames）的簡單電路交換以克服這些限制的方法。?