[發明專利]用于過載式網絡交換的帶寬分配裝置與相關網絡交換裝置

有效

• 申請號: 202010104919.0
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN113285891B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 黃振國;林永昌;王志豪
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H04L47/783
• 分類號: H04L47/783;H04L41/0896
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉彬

本申請涉及用于過載式網絡交換的帶寬分配裝置與相關網絡交換裝置。一種帶寬分配裝置包含：一緩沖裝置、一主排程器、一過載排程器、一多任務器以及一檢測裝置。該緩沖裝置用于接收多個第一端口所傳送的第一數據單元，以及多個第二端口所傳送的第二數據單元，并且輸出該些數據單元。該主排程器用于排程第一數據單元，以依序輸出第一數據單元。該過載排程器用于排程第二數據單元，以依序輸出第二數據單元。該多任務器受控于該主排程器以選擇該主排程器輸出的第一數據單元，以及該過載排程器輸出的第二數據單元來進行輸出。該檢測裝置用以產生一功率相關信息，該主排程器根據該功率相關信息控制該多任務器。

技術領域

本發明系關于過載式網絡交換器，特指一種基于硬件溫度以及帶寬使用狀態進行動態帶寬分配的帶寬分配裝置以及網絡交換器。

背景技術

網絡交換器是一種用于提供信息交換與數據轉發服務給連網裝置的硬件。在現今的趨勢下，連網裝置的輸出/輸入帶寬越來越大，因此為了滿足整體帶寬需求，網絡交換器將不可避免地增加核心路由帶寬。然而，若要增加核心路由帶寬則需要增加系統運作頻率，如此一來會造成設計上的時序收斂問題。因此，現有技術中存在一種過載式(oversubscription)設計，基于這種設計的網絡交換器，其核心路由帶寬小于所服務之連網裝置的整體帶寬，其系通過帶寬分配的機制，來服務端口上的眾多連網裝置。

在過載式網絡交換器中，端口被分類成保障線速(line speed)端口，以及過載(oversubscription)端口。針對保障線速端口，系統會分配足夠的核心路由時槽(timeslot)來服務這些端口上的連網裝置，保障其帶寬需求被完全滿足；而針對過載端口，系統將會利用剩余的核心路由時槽，以及閑置時槽來服務這些端口上的連網裝置。

由于過載端口僅能使用保障線速端口使用后所剩余的帶寬，因此，如何有效率地進行帶寬分配，便成了過載式網絡交換器在設計上的重要課題。現有的過載式網絡交換器的設計理念為，盡量使用核心路由的帶寬，從而達到最好效能。然而，一味地提升運作頻率來追求效能最大化會讓系統功耗提升，導致硬件溫度過高，進而造成芯片功能錯誤，甚至損壞，最終影響系統的穩定性。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種用于過載式網絡交換服務的帶寬分配機制，讓過載式網絡交換器在分配帶寬之際，除了考慮連網裝置的最大數據傳輸速度外，更一并參考實際傳輸速度限制設定來提高核心路由帶寬的利用率。另外，本發明的帶寬分配機制也考慮了系統功率，根據硬件溫度或電壓變動來決定是否調節核心路由帶寬，從而減少過熱的風險，以達到功耗與效能之間的平衡。

本發明之一實施例提供一種用于網絡交換器的帶寬分配裝置。該帶寬分配裝置包含：一緩沖裝置、一主排程器、一過載排程器、一多任務器、一速率量測裝置以及一檢測裝置。該緩沖裝置用于接收多個第一端口所傳送的多個第一數據單元，以及多個第二端口所傳送的多個第二數據單元，并且輸出該些第一數據單元與第二數據單元。該主排程器耦接于該緩沖裝置，并且用于排程該些第一數據單元，從而依序輸出該些第一數據單元。該過載排程器耦接于該緩沖裝置，并且用于排程該些第二數據單元，從而依序輸出該些第二數據單元。該多任務器耦接于該主排程器以及該過載排程器，并且受控于該主排程器以選擇該主排程器所輸出的該些第一數據單元，以及該過載排程器所輸出的該些第二數據單元來進行輸出。該速率量測裝置用于量測該些第一端口以及該些第二端口所對應的數據傳輸速度，從而產生一數據傳輸速度信息。其中，該主排程器可根據該數據傳輸速度信息來控制該多任務器，而該過載排程器根據該數據傳輸速度信息來排程該些第二數據單元。該檢測裝置用以產生一功率相關信息。其中，該主排程器根據該功率相關信息，控制該多任務器。