DE102007019549A1

DE102007019549A1 - Kommunikationssystem, Vorrichtung zum Erzeugen eines Teilkanals und Verfahren hierfür

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Publication number: DE102007019549A1
Application number: DE102007019549A
Authority: DE
Inventors: Martin Curran-Gray; Slawomir K. Santa Clara Ilnicki; Takashi Santa Clara Hidai
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Viavi Solutions Inc
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: DE102007019549B4; US8009557B2; US20070253441A1

Abstract

Eine Kommunikationsvorrichtung umfasst einen Eingang zum Empfangen eines Datenstroms, der unter Verwendung eines Hauptkanals von einem ersten Netzwerkknoten an einen zweiten Netzwerkknoten übertragen wird. Eine Verarbeitungsressource der Kommunikationsvorrichtung identifiziert Daten, die einen Ruhezeitraum in dem Datenstrom bezeichnen, und bestimmt, ob der Ruhezeitraum zumindest eine geeignete Mindestdauer ist, um ein Einleiten einer Übertragung von Teilkanaldaten anstelle von zumindest einem Teil der Daten, die den Ruhezeitraum bezeichnen, zu unterstützen. Ferner ist die Verarbeitungsressource dahingehend angeordnet, zu identifizieren, wann der Ruhezeitraum nicht die geeignete Mindestdauer aufweist und ein Erfordernis entsteht, die Teilkanaldaten innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums zu übertragen. Unter solchen Umständen sendet die Verarbeitungsressource eine Strömungssteuerungsnachricht entgegen der Strömungsrichtung an den ersten Netzwerkknoten, um Übertragungen von demselben anzuhalten, wodurch der Ruhezeitraum zumindest der geeigneten Mindestdauer erzeugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Teilkanals in einem Hauptkanal beispielsweise des Typs, der Kommunikationen zwischen einem ersten Netzwerkknoten und einem zweiten Netzwerkknoten unterstützt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Kommunikationssystem zum Unterstützen eines Teilkanals in einem Hauptkanal beispielsweise des Typs, der Kommunikationen zwischen einem ersten Netzwerkknoten und einem zweiten Netzwerkknoten unterstützt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Teilkanals in einem Hauptkanal beispielsweise des Typs, der Kommunikationen zwischen einem Netzwerkknoten und einem zweiten Netzwerkknoten unterstützt.
Auf dem Gebiet von Netzwerkkommunikationen ist bekannt, passive Messtechniken an ausgewählten Punkten in einem Kommunikationsnetzwerk zu implementieren, um Dienstqualitätsniveaus zu überwachen und Fehler, die von Zeit zu Zeit in dem Kommunikationsnetzwerk auftreten können, zu diagnostizieren.
Diesbezüglich ist es bekannt, so genannte „passive Sonden" an den ausgewählten Punkten in dem Kommunikationsnetzwerk einzusetzen. Derartige passive Sonden führen Messungen durch, die auf einen Netzwerkverkehr bezogen sind, der entlang einer oder mehreren Verknüpfungen in dem Kommunikationsnetzwerk stattfindet. Außerdem müssen die Messdaten, nachdem sie gesammelt wurden, zur Analyse und Interpretation beispielsweise an eine zentrale Überwachungsstation in dem Kommunikationsnetzwerk kommuniziert werden.
Um die Messdaten von einer passiven Sonde an die zentrale Überwachungsstation zu übermitteln, schlägt die US 2005/0083957 A1 einen Kanal einer geringen Bandbreite vor, der gebildet wird, indem Pakete in einen Paketstrom einer großen Bandbreite eingefügt werden. Die Pakete werden in einem vorbestimmten Intervall eingefügt, wobei die Einfügung eine Latenzzeit bewirkt, die wiederhergestellt wird, indem Zwischenräume zwischen einzelnen Paketen in dem ankommenden Kanal einer großen Bandbreite minimiert werden. Während die einzufügenden Pakete übertragen werden, werden ankommende Pakete einer großen Bandbreite in einem elastischen Puffer gespeichert.
Obwohl die obige Technik einen Mechanismus zum Erzielen eines Kanals mit geringer Bandbreite in dem Paketstrom mit großer Bandbreite liefert, ist es jedoch wünschenswert, die Leistungsfähigkeit des Kanals mit geringer Bandbreite zu verbessern. Insbesondere stützt sich die oben beschriebene Technik auf das Vorliegen ausreichend großer „Zwischenräume" in dem Datenstrom mit großer Bandbreite, die verringert werden können, um eine Bandbreite zuzuweisen, um eine Übertragungszeit für den Kanal mit geringer Bandbreite zu berücksichtigen. Jedoch bewahrt die obige Vorrichtung einen Verkehrsfluss in dem Datenstrom mit großer Bandbreite, da der Verkehr in dem Datenstrom mit großer Bandbreite als wichtiger erachtet wird als der Verkehr, der den Kanal geringer Bandbreite verwendet. Dies ist ein dominierendes Prinzip, dem der Betrieb der obigen Vorrichtung gehorcht. Wenn also in dem Datenstrom mit großer Bandbreite unzureichende Zwischenräume existieren, müssen Übertragungen auf dem Kanal mit geringer Bandbreite auf Grund eines mangels an Bandbreite angehalten werden, bis in dem Strom mit großer Bandbreite ein ausreichend großer Zwischenraum auftritt.
Infolge einer vorübergehenden Unfähigkeit, auf dem Kanal mit geringer Bandbreite zu übertragen, ist es notwendig, die zu übertragenden Messdaten zu puffern, bis die Messda ten übertragen werden können. Obwohl die oben beschriebene Vorrichtung den elastischen Puffer umfasst, ist die Elastizität des Puffers begrenzt. Um zu vermeiden, dass die Pufferkapazität ausgeht, erreicht die Vorrichtung einen Punkt, an dem die Erzeugung neuer Pakete vorübergehend angehalten werden muss, bis wieder Bandbreite zur Verfügung steht, um die Übertragung der Messdaten wieder aufzunehmen. Alternativ dazu verwirft die Vorrichtung bereits erzeugte Pakete (und in dem Puffer), um in dem Puffer Kapazität für neu erzeugte Pakte, die Messdaten enthalten, zu schaffen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung, eine Sonde, ein Schnittstellenwandlermodul, ein Kommunikationssystem, ein Verfahren und ein Computerprogrammelement mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, eine Sonde gemäß Anspruch 11, ein Schnittstellenwandlermodul gemäß Anspruch 12, ein Kommunikationssystem gemäß Anspruch 13, ein Verfahren gemäß Anspruch 14 und ein Computerprogrammelement gemäß Anspruch 15 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Teilkanals in einem Hauptkanal zwischen einem ersten Netzwerkknoten und einem zweiten Netzwerkknoten vorgesehen, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Datenspeicher zum vorübergehenden Speichern von Teilkanaldaten; eine Verarbeitungsressource zum Überwachen einer nachgelagerten Kommunikation von dem ersten Netzwerkknoten, wobei die Verarbeitungsressource dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, eine geeignete Kanalbedingung in der nachgelagerten Kommunikation zu identifizieren und zu bestimmen, ob nicht ausreichend Zeit vorliegt, um ein probabilistisches Eintreten der geeigneten Kanalbedingung abzuwarten, bevor eine zeitliche Frist, die Teilkanaldaten zu übertragen, erreicht ist, wobei die geeignete Kanalbedingung eine Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten anstelle von zumindest einem Teil von Daten zum Bezeichnen eines Ruhezeitraums in den nachgelagerten Kommunikationen unterstützt; wobei die Verarbeitungsressource ferner dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, eine Strömungssteuerungsnachricht zum Empfang durch den ersten Netzwerkknoten in Flussrichtung aufwärts zu übertragen, wodurch eine rechtzeitige Erzeugung der geeigneten Kanalbedingung vor der zeitlichen Frist bewirkt wird.
Die Verarbeitungsressource kann dahin gehend angeordnet sein, im Gebrauch den zumindest Teil der Daten zum Bezeichnen des Ruhezeitraums in der nachgelagerten Kommunikation zu identifizieren und zu bestimmen, ob nicht genügend Zeit vorliegt, um ein probabilistisches Eintreten eines anschließenden Ruhezeitraums abzuwarten, bevor die zeitliche Frist zum Übertragen der Teilkanaldaten erreicht ist, wobei der anschließende Ruhezeitraum erforderlich ist, wenn die Daten zum Bezeichnen des Ruhezeitraums nicht zumindest einer vorbestimmten geeigneten Mindestdauer entsprechen, um die Einleitung der Übertragung der Teilkanaldaten statt des zumindest Teils der Daten zum Bezeichnen des Ruhezeitraums zu unterstützen; und die rechtzeitige Erzeugung der geeigneten Kanalbedingung ist eine rechtzeitige Erzeugung zumindest eines Teils des anschließenden Ruhezeitraums vor der zeitlichen Frist, wobei der zumindest Teil des anschließenden Ruhezeitraums zumindest die vorbestimmte geeignete Mindestdauer aufweist.
Die Verarbeitungsressource kann ferner dahin gehend angeordnet sein, eine Übertragung der Teilkanaldaten statt anschließender Daten zum Bezeichnen des zumindest Teils des anschließenden Ruhezeitraums einzuleiten.
Die Verarbeitungsressource kann dahin gehend angeordnet sein, zu bestimmen, ob die Daten zum Bezeichnen des Ruhezeitraums nicht zumindest einer durchschnittlichen Dauer entsprechen, um die Einleitung der Übertragung der Teilkanaldaten zu unterstützen.
Die Vorrichtung kann ferner Folgendes umfassen: einen Speicher, der dahin gehend wirksam ist, ein zusätzliches Paket zu halten, das die Teilkanaldaten darstellt; einen Speicher, der dahin gehend wirksam ist, einen parallelen Datenstrom zu halten, während das zusätzliche Paket gesendet wird; und eine Steuerlogik.
Die Vorrichtung kann ferner einen Seriell-Parallel-Umsetzer umfassen, der dahin gehend wirksam ist, einen seriellen Datenstrom für die nachgelagerten Kommunikationen in dem Hauptkanal in den parallelen Datenstrom umzuwandeln, und einen Parallel-Seriell-Umsetzer, um den parallelen Datenstrom zu dem seriellen Datenstrom zurückzuwandeln.
Die Verarbeitungsressource kann dahin gehend angeordnet sein, zu bestimmen, ob eine Strömungssteuerung für nachgelagerte Kommunikationen in dem Hauptkanal unterstützt wird. Der Strömungssteuerungsnachricht kann eine zeitliche Begrenzung zugeordnet sein.
Die Verarbeitungsressource kann dahin gehend angeordnet sein, zu ermöglichen, dass die zeitliche Begrenzung abläuft.
Die Verarbeitungsressource kann dahin gehend angeordnet sein, eine anschließende Strömungssteuerungsnachricht zum Empfang durch den ersten Netzwerkknoten zu senden, wodurch der anschließende Ruhezeitraum beendet wird. Eine zeitliche Begrenzung von im Wesentlichen null kann der anschließenden Strömungssteuerungsnachricht zugeordnet sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Sonde zum Überwachen von Signalen in einem Kommunikationsnetzwerk vorgesehen, wobei die Sonde die Vorrichtung umfasst, die oben in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung dargelegt wurde.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Schnittstellenwandlermodul vorgesehen, das die Vorrichtung umfasst, die oben in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung dargelegt wurde.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kommunikationssystem zum Unterstützen eines Teilkanals in einem Hauptkanal vorgesehen, wobei das System folgende Merkmale aufweist: einen ersten Netzwerkknoten und einen zweiten Netzwerkknoten zum Unterstützen des Hauptkanals zwischen denselben; einen Datenspeicher zum vorübergehenden Speichern von Teilkanaldaten; eine Netzwerküberwachungsvorrichtung zum Überwachen nachgelagerter Kommunikationen von dem ersten Netzwerkknoten, wobei die Netzwerküberwachungsvorrichtung dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, eine geeignete Kanalbedingung in der nachgelagerten Kommunikation zu identifizieren und zu bestimmen, ob nicht ausreichend Zeit vorliegt, um ein probabilistisches Eintreten der geeigneten Kanalbedingung abzuwarten, bevor eine zeitliche Frist, die Teilkanaldaten zu übertragen, erreicht ist, wobei die geeignete Kanalbedingung eine Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten anstelle von zumindest einem Teil von Daten zum Bezeichnen eines Ruhezeitraums in den nachgelagerten Kommunikationen unterstützt; wobei die Netzwerküberwachungsvorrichtung ferner dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, eine Strömungssteuerungsnachricht an den ersten Netzwerkknoten zu übertragen, wodurch eine rechtzeitige Erzeugung der geeigneten Kanalbedingung vor der zeitlichen Frist bewirkt wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erzeugen eines Teilkanals in einem Hauptkanal zwischen einem ersten Netzwerkknoten und einem zweiten Netzwerkknoten vorgesehen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: vorübergehendes Speichern von Teilkanaldaten; Überwachen von nachgelagerten Kommunikationen von dem ersten Netzwerkknoten; Identifizieren einer geeigneten Kanalbedingung in den nachgelagerten Kommunikationen; Bestimmen, ob nicht ausreichend Zeit vorliegt, um ein probabilistisches Eintreten der geeigneten Kanalbedingung abzuwarten, bevor eine zeitliche Frist, die Teilkanaldaten zu übertragen, erreicht ist, wobei die geeignete Kanalbedingung eine Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten anstelle von zumindest einem Teil von Daten zum Bezeichnen eines Ruhezeitraums in den nachgelagerten Kommunikationen unterstützt; und Übertragen einer vorgelagerten Strömungssteuerungsnachricht zum Empfang durch den ersten Netzwerkknoten, wodurch eine rechtzeitige Erzeugung der geeigneten Kanalbedingung vor der zeitlichen Frist bewirkt wird.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogrammelement vorgesehen, das eine Computerprogrammcodeeinrichtung umfasst, um einen Computer zu veranlassen, das Verfahren, wie es oben in Bezug auf den fünften Aspekt der Erfindung dargelegt wurde, auszuführen.
Das Computerprogrammcodeelement kann in einem computerlesbaren Medium verkörpert sein.
Somit ist es möglich, ein System, eine Vorrichtung und ein Verfahren hierfür zu liefern, die in der Lage sind, Gelegenheiten zu erzeugen, die Teilkanaldaten zu senden, wenn zumindest eine Kanalbedingung unzureichend ist, beispielsweise die erfassten Ruhezeiträume nicht lang genug sind, um eine Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten zu unterstützen, und ein ausreichend langer Ruhezeitraum nicht abgewartet werden kann, beispielsweise auf Grund einer Einschränkung, z.B. einer Puffergröße. Ein Datenverlust bezüglich des Teilkanals kann somit verhindert oder zumindest abgemildert werden. Außerdem ist es möglich, mit einer minimalen Verzögerung Daten einer hohen Priorität, z.B. eine Fehlermeldung, zu senden, ohne auf ausreichend große Zwi schenräume in dem Datenstrom des Hauptkanals warten zu müssen.
Zumindest ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen lediglich beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm eines Kommunikationssystems, das eine Kommunikationsvorrichtung umfasst, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
2 ein schematisches Diagramm der Kommunikationsvorrichtung der 1 in ausführlicherer Form;
3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das durch die Kommunikationsvorrichtung der 1 und 2 verwendet wird; und
4 ein Ereigniszeitgebungsdiagramm wiederholter Aufrufe des Verfahrens der 3.
In der gesamten folgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile zu benennen.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein Kommunikationssystem 100 einen ersten Netzwerkknoten, beispielsweise einen ersten Host 102, der in der Lage ist, mit einem zweiten Netzwerkknoten, z.B. einem zweiten Host 104, zu kommunizieren. Der erste Host 102 ist somit durch eine erste unidirektionale Kommunikationsverknüpfung 106 in einer ersten Richtung und eine zweite unidirektionale Kommunikationsverknüpfung 108 in einer zweiten Richtung, die zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist, mit dem zweiten Host 104 gekoppelt, wodurch Kommunikationsmedien für bidirektionale Kommunikationen geliefert werden. Bei diesem Beispiel ist der erste Host 102 ein erster Router, und der zweite Host 104 ist ein zweiter Router, wobei der erste und der zweite Router zusammen eine Verbindbarkeit zwischen (nicht gezeigten) Domänen bzw. Bereichen in einem (ebenfalls nicht gezeigten) Kommunikationsnetzwerk liefern. Jedoch werden Fachleute erkennen, dass der erste und der zweite Host 102, 104 andere funktionelle Paare von Kommunikationselementen sein können, beispielsweise eine Ethernet-Card in einem Personal-Computer und ein Router.
Die erste und die zweite unidirektionale Kommunikationsverknüpfung 106, 108 werden bei diesem Beispiel jeweils durch eine optische Faser unterstützt. Ein erster Hauptkommunikationskanal wird durch die erste unidirektionale Kommunikationsverknüpfung 106 unterstützt, und ein zweiter Hauptkommunikationskanal wird durch die zweite unidirektionale Kommunikationsverknüpfung 108 unterstützt.
Um einen ersten Teilkanal in dem ersten Hauptkanal und einen zweiten Teilkanal in dem zweiten Hauptkanal zu unterstützen, ist eine in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung (in-line sub-channel apparatus) 110 des in der EP-A1-1 524 807 beschriebenen Typs in der ersten und der zweiten Kommunikationsverknüpfung 106, 108 zwischen dem ersten und dem zweiten Host 102, 104 angeordnet. Obwohl die Struktur und Funktionsweise der in Reihe geschalteten Teilkanalvorrichtung 110 in der EP-A1-1 524 807 hinreichend dokumentiert ist, wird die Struktur der in Reihe geschalteten Teilkanalvorrichtung 110 zum Zweck einer problemlosen Bezugnahme und eines leichten Verständnisses der zusätzlichen und/oder alternativen Funktionalität, die hierin später beschrieben wird, nun kurz beschrieben.
Die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 umfasst einen ersten Teilkanalinjektor 112, der mit einer Anwendungslogik 114 gekoppelt ist und der den ersten Teilkanal, der durch den ersten Teilkanalinjektor 112 unterstützt wird, verwendet. Im Gegensatz zu der EP-A1-1 524 807 umfasst die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 ferner einen mit der Anwendungslogik 114 gekoppelten zwei ten Teilkanalinjektor 116, da die Anwendungslogik 114 in diesem Beispiel auch den durch den zweiten Teilkanalinjektor 116 unterstützten zweiten Teilkanal verwendet. Da der zweite Teilkanalinjektor 116 eine in umgekehrter Richtung erfolgende Implementierung des ersten Teilkanalinjektors 112 ist, wird der zweite Teilkanalinjektor 116 mit Ausnahme einer oberflächlichen Bezugnahme nicht näher beschrieben, da Fachleute die Struktur und Funktionen des zweiten Teilkanalinjektors 116 ausgehend von der Beschreibung des ersten Teilkanalinjektors 112 nachvollziehen können. Folglich wird der „erste Hauptkanal" der Einfachheit und Genauigkeit der Beschreibung halber nun als „Hauptkanal" bezeichnet, und der „erste Teilkanal" wird nun als „Teilkanal" bezeichnet, da hierin keine weiteren Bezugnahmen auf den zweiten Hauptkanal oder den zweiten Teilkanal gemacht werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist die Anwendungslogik 114 mit einem Datenstromeingang 200 des ersten Teilkanalinjektors 112 gekoppelt. Der Datenstromeingang 200 ist ferner mit einem Eingang eines im Ruhezustand befindlichen Löschmoduls 202 und einem ersten Eingang eines ersten Multiplexers 204 gekoppelt. Ein Ausgang des im Ruhezustand befindlichen Löschmoduls 202 ist mit einem ersten Eingang eines zweiten Multiplexers 206 gekoppelt, wobei ein zweiter Eingang des zweiten Multiplexers 206 mit einem internen Puffer 207 der Anwendungslogik 114 gekoppelt ist. Ein Ausgang des zweiten Multiplexers 206 ist mit einem Eingang eines First-In-First-Out (FIFO)-Puffers 208 gekoppelt, wobei ein Ausgang des FIFO-Puffers 208 mit einem zweiten Eingang des ersten Multiplexers 204 gekoppelt ist.
Obwohl es nicht gezeigt ist und nicht erforderlich ist, wenn Daten in serieller Form verarbeitet werden sollen, ist ein Seriell-Parallel-Umsetzer-Modul vor den Datenstromeingang 200 gekoppelt, um an ankommenden Daten, die an dem ersten Teilkanalinjektor 112 ankommen, eine Seriell-Parallel-Umsetzung durchzuführen, und ein Parallel-Seriell-Umsetzer-Modul ist mit einem Ausgang des ersten Multiple xers 204 gekoppelt, um eine Parallel-Seriell-Umsetzung an ausgehenden Daten, die den ersten Teilkanalinjektor 112 verlassen, durchzuführen.
Im Betrieb unterstützt das Kommunikationssystem 100 ein Gigabit-Ethernet-Protokoll gemäß dem Standard 802.3 des Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), und die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 ist in der Lage, auf eine in der EP-A1-1 524 807 beschriebene Weise zu fungieren. Jedoch werden Fachleute erkennen, dass die Funktionalität der in Reihe geschalteten Teilkanalvorrichtung 110 dahin gehend modifiziert werden kann, dass sie lediglich einen Teil der in der EP-A1-1 524 807 beschriebenen Funktionalität umfasst. Desgleichen kann die Funktionalität der in Reihe geschalteten Teilkanalvorrichtung 110 bei dem vorliegenden Beispiel dahin gehend modifiziert werden, die Funktionalität der in Reihe geschalteten Teilkanalvorrichtung 110 zu verbessern.
Diesbezüglich ist die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 ein Teil einer (nicht gezeigten) Kommunikationsüberwachungsvorrichtung, beispielsweise einer Sonde, z.B. einer beliebigen geeigneten Sonde zum Messen der Netzwerkleistungsfähigkeit, die Messdaten in Bezug auf eine gegebene Kommunikationsverknüpfung, beispielsweise die erste unidirektionale Kommunikationsverknüpfung 106, erzeugt. Bei diesem Beispiel müssen die erzeugten Messdaten zur Analyse an eine zentrale Überwachungsstation weitergeleitet werden, um u.a. die Dienstqualität des Kommunikationssystems 100 zu überwachen und etwaige Fehler zu diagnostizieren. Die erzeugten Messdaten müssen durch die Anwendungslogik 114 zur weiteren Übertragung vorübergehend als paketierte Daten gespeichert werden. Jedoch ist die Speicherkapazität der Anwendungslogik 114 begrenzt, und die Anwendungslogik 114 muss geeignete Kanalbedingungen abwarten, um in der Lage zu sein, zumindest ein Paket in einen Datenstrom in dem Hauptkanal zu injizieren, wobei der Datenstrom von dem ersten Host 102 an den zweiten Host 104 übertragen wird.
Wenn der erste Host 102 nicht mit zweiten Host 104 kommunizieren muss, sendet der erste Host 102 Daten, die den Ruhezeitraum in dem Datenstrom bezeichnen, gemäß dem Standard IEEE 802.3 an den zweiten Host 104, statt während eines Ruhezeitraums einfach inaktiv zu bleiben. Wie in der EP-A1-1 524 807 beschrieben ist, nutzt die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 Ruhezeiträume in dem Hauptkanal aus, um den Teilkanal zu unterstützen.
Unter Bezugnahme auf 3 überwacht die Anwendungslogik 114 den internen Puffer 207, um zu bestimmen (300), ob der interne Puffer 207 Pakete aufweist, die zu sendende Messdaten enthalten. Falls der interne Puffer 207 leer ist, fährt die Anwendungslogik 114 fort, den Status des internen Puffers 207 zu überwachen. Unter Bezugnahme auf 4 wird gemäß einem Umgehungsmodus ein ankommender Datenrahmen 400 durch die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 empfangen (402). Der ankommende Datenrahmen 400 wird ohne eine weitere durch die Anwendungslogik 114 verursachte Störung und somit Verzögerung an den ersten Multiplexer 204 geleitet, woraufhin ein Ausgangsrahmen 403, der eine unmodifizierte Version des ankommenden Datenrahmens 400 darstellt, durch die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 zum Empfang (404) durch den zweiten Host 104 gesendet wird. Unter erneuter Bezugnahme auf 3 bestimmt (302) die Anwendungslogik 114 in dem Fall, dass der interne Puffer 207 ein oder mehr Pakete enthält, das bzw. die unter Verwendung des Teilkanals übertragen werden soll(en), ob Bedingungen in dem Hauptkanal geeignet sind, um eine Einleitung einer Übertragung zumindest eines Pakets, das durch den internen Puffer 207 gespeichert wird, zu unterstützen. Folglich müssen die Daten, die den Ruhezeitraum bezeichnen, erfasst werden, und beispielsweise kann es sein, dass Auftretensfälle von Ruhezeiträumen in dem Hauptkanal nicht lange genug sind, um eine Einleitung einer Übertragung zumindest eines Teils der Teilkanaldaten, d.h. durch den internen Puffer 207 gespeicherten Daten, zu unterstützen. Ei ne andere Bedingung, die eventuell erfüllt sein muss (je nach Systemanforderungen), besteht darin, ob ein so genannter „Haltezeitgeber", wie er in der EP-A1-1 524 807 beschrieben ist, abgelaufen ist. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Bedingung dahin gehend lauten, ob ein erfasster Ruhezeitraum eine berechnete durchschnittliche Dauer übersteigt. Bei diesem Beispiel verifiziert die Anwendungslogik 114 der Einfachheit der Beschreibung halber lediglich, ob ein erfasster Ruhezeitraum, der durch Datencodes, die dem Standard IEEE 802.3 entsprechen, identifiziert ist, länger ist als eine vorbestimmte minimale geeignete Dauer.
Falls der Ruhezeitraum größer ist als die vorbestimmte minimale geeignete Dauer, sendet (306) die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 den zumindest Teil der Teilkanaldaten gemäß der in der EP-A1-1 524 807 beschriebenen Technik und in Abhängigkeit von der Kapazität des FIFO-Puffers 208. Wenn die Bedingungen in dem Hauptkanal dagegen nicht geeignet sind, beispielsweise die obige Bedingung einer minimalen Dauer nicht erfüllt wurde, bestimmt (306) die Anwendungslogik 114, ob ein Abwarten eines vorbestimmten Verzögerungszeitraums zulässig ist, beispielsweise ohne zu einem Überfließen des internen Puffers 207 zu führen. Das Eintreten der geeigneten Kanalbedingung ist selbstverständlich probabilistisch. Falls es jedoch möglich ist, den vorbestimmten Verzögerungszeitraum abzuwarten, sieht die Anwendungslogik 114 davon ab (307), den zumindest Teil der Teilkanaldaten für den vorbestimmten Verzögerungszeitraum zu senden, und greift dann darauf zurück, zu bestimmen (302), ob die Bedingungen in dem Hauptkanal nun zum Implementieren des Teilkanals geeignet sind.
Falls es nicht möglich ist, eine Übertragung in dem Teilkanal ohne ein resultierendes Überfließen des internen Puffers 207 zu verzögern, bestimmt (308) die Anwendungslogik 114, ob eine Strömungssteuerungsnachricht an den ersten Host 102 gesendet wurde, beispielsweise ein Medienzugriffssteuerungs-(MAC -)-Pause-Rahmen. Die obige Verwen dung einer Strömungssteuerung in dem Kommunikationssystem 100 stellt seitens der in Reihe geschalteten Teilkanalvorrichtung 110 eine Bestrebung dar, und somit muss eine Überprüfung, dass die Strömungssteuerungsnachricht gesendet wurde, stattfinden, um festzustellen, ob die Strömungssteuerung zwischen dem ersten und dem zweiten Host 102, 104 eingesetzt wird. Diesbezüglich kann eine symmetrische Strömungssteuerung im Gange sein, wenn eine Strömungssteuerung sowohl durch den ersten als auch den zweiten Host 102, 104 unterstützt wird, oder es kann eine asymmetrische Strömungssteuerung im Gange sein, wenn die Strömungssteuerung lediglich durch den ersten Host 102 unterstützt wird. Wenn jedoch lediglich der zweite Host 104 die Strömungssteuerung unterstützt, oder weder der erste Host 102 noch der zweite Host 104 die Strömungssteuerung unterstützt, dann muss die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 einen anderen Mechanismus als den hierin beschriebenen liefern, um ein Überfließen des internen Puffers 207 zu vermeiden, andernfalls wird ein Überfließen riskiert. Selbstverständlich kann die Anwendungslogik 114 bei einem anderen Ausführungsbeispiel dahin gehend konfiguriert sein, zu erfassen, ob der erste Host 102, der zweite Host 104, beide oder keiner der beiden eine Strömungssteuerung unterstützen, indem sie beispielsweise eine Selbstverhandlungsprozedur zwischen dem ersten und dem zweiten Host 102, 104 beim Einschalten des ersten und/oder zweiten Host 102, 104 überwacht, eine derartige Überwachungseinrichtung ist jedoch nicht wesentlich, und die Implementierung, die hierin auf der Basis einer optimistischen Einstellung bezüglich einer Implementierung der Strömungssteuerung beschrieben wird, ist ausreichend.
Für den Fall, dass eine Steuerung des durch den ersten Host 102 übertragenen Datenstroms nicht möglich ist, ist sich die Anwendungslogik 114 des Mangels einer Strömungssteuerungsunterstützung durch den ersten Host 102 auf Grund dessen, dass die Strömungssteuerungsnachricht bereits gesendet wurde, implizit „bewusst". Eine Aufzeichnung einer vorheri gen Verwendung der Strömungssteuerungsnachricht wird durch ein (nicht gezeigtes) Flag aufgezeichnet.
Wenn also die Strömungssteuerungsnachricht bereits einmal gesendet wurde und die Bedingungen in dem Hauptkanal unverändert bleiben, wird angenommen, dass die Strömungssteuerung derzeit nicht durch den ersten Host 102 implementiert wird, und die Anwendungslogik 114 hat keine andere Wahl als ein Paket aus dem internen Puffer 207 fallen zu lassen (310), um ein Überfließen desselben zu vermeiden (wobei angenommen wird, dass kein alternativer Mechanismus implementiert wurde). Das Flag wird anschließend durch die Anwendungslogik 114 gelöscht (312), und die Anwendungslogik 114 kommt wieder darauf zurück, zu bestimmen (300), ob weitere Pakete gesendet werden müssen, derzeit jedoch in dem internen Puffer 207 gespeichert sind.
Wenn das Flag zuvor nicht gesetzt wurde, was darauf hinweist, dass eine Übertragung der Strömungssteuerungsnachricht bezüglich des zumindest Teils der Teilkanaldaten, die gesendet werden müssen, nicht versucht wurde, sendet (314) die Anwendungslogik 114 unter Verwendung des zweiten Teilkanalinjektors 116 alternativ dazu die Strömungssteuerungsnachricht 406 (4), die eine Pausendauer eines Werts enthält, der beispielsweise groß genug ist, um eine Übertragung des zumindest Teils der Teilkanaldaten an den ersten Host 102 zu ermöglichen, und anschließend setzt (316) sie das Flag, um anzuzeigen, dass die Strömungssteuerungslogik gesendet wurde, und wartet dann zumindest eine geeignete Kanalbedingung ab, beispielsweise eine Erfassung von im Ruhezustand befindlichen Codegruppen.
Ansprechend auf den MAC-Pause-Rahmen beendet der erste Host 102 ein Senden jeglicher Rahmen, die derzeit übertragen werden, und sendet anschließend so genannte RUHE-Schriftzeichen anstelle von Datenrahmen, d.h. Daten, die einen anschließenden Ruhezeitraum, der der Pausendauer entspricht, bezeichnen.
Die Anwendungslogik 114, die nun dazu zurückgekehrt ist, zu bestimmen (302), ob Bedingungen in dem Hauptkanal nun geeignet sind, um den zumindest Teil der Teilkanaldaten zu senden, erfasst die empfangenen RUHE-Schriftzeichen, wobei die RUHE-Schriftzeichen der Pausendauer entsprechen, die länger ist als die vorbestimmte minimale geeignete Dauer. Folglich ist die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 in der Lage, den zumindest Teil der Teilkanaldaten in einer in der EP-A1-1 524 807 beschriebenen Weise zu senden (306). Bei diesem Beispiel wird ein erstes Paket 408 gesendet, das erste Messdaten enthält, gefolgt von einem zweiten Paket 410, das zweite Messdaten enthält. Somit wird eine rechtzeitige Beseitigung von Daten aus dem internen Puffer 207 erzielt, wodurch ein Überfließen des internen Puffers 207 vermieden wird.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 kann die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110, nachdem ausreichende Teilkanaldaten, um dem internen Puffer 207 eine Überfließ-Abhilfe zu liefern, gesendet wurden, zu der in der EP-A1-1 524 807 beschriebenen Funktionsweise zurückkehren (die auf beliebige Art modifiziert sein kann), da nun ausreichend Zeit vorliegt, um geeignete Bedingungen in dem Hauptkanal abzuwarten. Diesbezüglich kann die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 ein Implementieren des Durchgangsmodus fortsetzen, um Datenrahmen 412, die durch den ersten Host 102 an den zweiten Host 104 übertragen wurden, ohne Verzögerung durch die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 gelangen zu lassen.
Jegliches nachfolgende Erfordernis 414, Ruhezeiträume in dem Datenstrom von dem ersten Host 102 zu erzwingen, kann auf die bereits oben beschriebene Weise implementiert werden.
Jedoch können extrem lange Pausendauern oder eine übermäßige Verwendung von Strömungssteuerungsnachrichten innerhalb eines gegebenen Zeitraums zu einem übermäßigen Fallenlassen von Paketen oder dauerhaften Veränderungen von Routingtabellen durch Router infolge einer Störung, durch die Router, eines Vorhandenseins eines Problems nachgelagerter Kommunikationen führen. Somit kann die Anwendungslogik 114 dahin gehend angeordnet sein, eine benötigte Pausendauer zum Injizieren eines oder mehrerer Pakete, das bzw. die gesendet werden muss bzw. müssen, zu schätzen. Falls es angebracht ist, wird die geschätzte Pausendauer in den Pausensteuerungsrahmen integriert. Die geschätzte Pausendauer kann als angebracht erachtet werden, wenn ein geeignetes vorbestimmtes Zeitintervall seit der Übertragung eines vorherigen Pausensteuerungsrahmens verstrichen ist.
Selbstverständlich sollte man auch erkennen, dass, wenn die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 ein Übertragen von Teilkanaldaten vor Ablauf der Pausendauer abschließt, eine anschließende Strömungssteuerungsnachricht an den ersten Host 102 gesendet werden kann, die eine verringerte Pausendauer einer Zeit von im Wesentlichen null aufweist, wobei die verringerte Pausendauer die vorhandene Pausendauer, die gerade implementiert wird, überflüssig macht und zu einer Wiederaufnahme der Übertragung von Datenrahmen von dem ersten Host 102 an den zweiten Host 104 gemäß dem Standard IEEE 802.3 führt.
Obwohl die obigen Beispiele im Kontext von Paketkommunikationen beschrieben wurden, sollte man erkennen, dass der Begriff „Nachricht" so ausgelegt werden sollte, dass er Pakete, Datagramme, Rahmen, Zellen und/oder Protokolldateneinheiten umfasst, und somit sollten diese Begriffe als austauschbar verstanden werden. Somit sollte man in dem hierin beschriebenen Zusammenhang verstehen, dass ein „Paket" nicht nur ein IP-Paket ist, sondern ein Rahmen, der ein IP-Paket enthalten kann. Im Fall von Ethernet ist er ein Ethernet-Rahmen, der bereits codiert sein kann, beispielsweise unter Verwendung einer 8B/10B-Codierung. Die Art der Codierung hängt von Codierungstechniken ab, die durch passierenden Verkehr in dem Hauptkanal verwendet werden.
Obwohl oben nahe gelegt wurde, dass die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung in einer Sonde implementiert ist, wird Fachleuten einleuchten, dass die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung 110 in verschiedenen Formen implementiert sein kann, beispielsweise in einer stark integrierten Form, die zum Ersetzen von Schnittstellewandlermodulen des Industriestandards, beispielsweise denjenigen, die als GigaBit-Schnittstellenwandler (GBICs – GigaBit Interface Converters) bekannt sind, geeignet ist. Derzeitige GBICs sind effektiv Sende-/Empfangsgeräte, die Signale eines Medientyps, beispielsweise optisch oder elektrisch, in einen anderen Medientyp übersetzen. Durch Bereitstellung eines Ersatz-GBIC, der die in Reihe geschaltete Teilkanalvorrichtung umfasst, werden ferner zahlreiche Anwendungen ermöglicht, die Teilkanäle erfordern.
Alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung können als Computerprogrammprodukt zur Verwendung mit einem Computersystem implementiert sein, wobei das Computerprogrammprodukt beispielsweise eine Serie von Computeranweisungen ist, die auf einem greifbaren Datenaufzeichnungsmedium, z.B. einer Diskette, einem CD-ROM, ROM oder einer Festplatte gespeichert sind oder in einem Computerdatensignal verkörpert sind, wobei das Signal über ein greifbares Medium oder ein drahtloses Medium, z.B. Mikrowelle oder Infrarot, übertragen wird. Die Serie von Computeranweisungen kann die gesamte oder einen Teil der oben beschriebenen Funktionalität darstellen und kann außerdem in einer beliebigen Speichervorrichtung, flüchtig oder nicht-flüchtig, z.B. einer Halbleiter-, magnetischen, optischen oder sonstigen Speichervorrichtung, gespeichert sein.

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen eines Teilkanals in einem Hauptkanal zwischen einem ersten Netzwerkknoten und einem zweiten Netzwerkknoten, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Datenspeicher zum vorübergehenden Speichern von Teilkanaldaten; eine Verarbeitungsressource zum Überwachen einer nachgelagerten Kommunikation von dem ersten Netzwerkknoten, wobei die Verarbeitungsressource dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, eine geeignete Kanalbedingung in der nachgelagerten Kommunikation zu identifizieren und zu bestimmen, ob nicht ausreichend Zeit vorliegt, um ein probabilistisches Eintreten der geeigneten Kanalbedingung abzuwarten, bevor eine zeitliche Frist, die Teilkanaldaten zu übertragen, erreicht ist, wobei die geeignete Kanalbedingung eine Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten anstelle von zumindest einem Teil von Daten zum Bezeichnen eines Ruhezeitraums in den nachgelagerten Kommunikationen unterstützt; wobei die Verarbeitungsressource ferner dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, eine Strömungssteuerungsnachricht zum Empfang durch den ersten Netzwerkknoten in Flussrichtung aufwärts zu übertragen, wodurch eine rechtzeitige Erzeugung der geeigneten Kanalbedingung vor der zeitlichen Frist bewirkt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Verarbeitungsressource dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, den zumindest Teil der Daten zum Bezeichnen des Ruhezeitraums in der nachgelagerten Kommunikation zu identifizieren, und zu bestimmen, ob nicht ausreichend Zeit vorliegt, um ein probabilisti sches Eintreten eines anschließenden Ruhezeitraums abzuwarten, bevor die zeitliche Frist, die Teilkanaldaten zu übertragen, erreicht ist, wobei der anschließende Ruhezeitraum erforderlich ist, wenn die Daten zum Bezeichnen des Ruhezeitraums nicht zumindest einer vorbestimmten geeigneten Mindestdauer entsprechen, um die Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten anstelle des zumindest Teils der Daten zum Bezeichnen des Ruhezeitraums zu unterstützen; und die rechtzeitige Erzeugung der geeigneten Kanalbedingung eine rechtzeitige Erzeugung zumindest eines Teils des anschließenden Ruhezeitraums vor der zeitlichen Frist ist, wobei der zumindest Teil des anschließenden Ruhezeitraums zumindest die vorbestimmte geeignete Mindestdauer aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Verarbeitungsressource ferner dahin gehend angeordnet ist, eine Übertragung der, Teilkanaldaten anstelle von anschließenden Daten zum Bezeichnen des zumindest Teils des anschließenden Ruhezeitraums einzuleiten.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, bei der die Verarbeitungsressource dahin gehend angeordnet ist, zu bestimmen, ob die Daten zum Bezeichnen des Ruhezeitraums nicht zumindest einer durchschnittlichen Dauer entsprechen, um die Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten zu unterstützen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner folgende Merkmale aufweist: einen Speicher, der dahin gehend wirksam ist, ein zusätzliches Paket zu halten, das die Teilkanaldaten darstellt; einen Speicher, der dahin gehend wirksam ist, einen parallelen Datenstrom zu halten, während das zusätzliche Paket gesendet wird; und eine Steuerlogik.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Verarbeitungsressource dahin gehend angeordnet ist, zu bestimmen, ob eine Strömungssteuerung für die nachgelagerten Kommunikationen in dem Hauptkanal unterstützt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Strömungssteuerungsnachricht eine zeitliche Begrenzung zugeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die Verarbeitungsressource dahin gehend angeordnet ist, zu ermöglichen, dass die zeitliche Begrenzung abläuft.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, bei der die Verarbeitungsressource dahin gehend angeordnet ist, eine anschließende Strömungssteuerungsnachricht zum Empfang durch den ersten Netzwerkknoten zu senden, wodurch der anschließende Ruhezeitraum beendet wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der der anschließenden Strömungssteuerungsnachricht eine zeitliche Begrenzung von im Wesentlichen null zugeordnet ist.
Sonde zum Überwachen von Signalen in einem Kommunikationsnetzwerk, wobei die Sonde die im Anspruch 1 beanspruchte Vorrichtung umfasst.
Schnittstellenwandlermodul, das die im Anspruch 1 beanspruchte Vorrichtung umfasst.
Kommunikationssystem zum Unterstützen eines Teilkanals in einem Hauptkanal, wobei das System folgende Merkmale aufweist: einen ersten Netzwerkknoten und einen zweiten Netzwerkknoten zum Unterstützen des Hauptkanals zwischen denselben; einen Datenspeicher zum vorübergehenden Speichern von Teilkanaldaten; eine Netzwerküberwachungsvorrichtung zum Überwachen nachgelagerter Kommunikationen von dem ersten Netzwerkknoten, wobei die Netzwerküberwachungsvorrichtung dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, eine geeignete Kanalbedingung in der nachgelagerten Kommunikation zu identifizieren und zu bestimmen, ob nicht ausreichend Zeit vorliegt, um ein probabilistisches Eintreten der geeigneten Kanalbedingung abzuwarten, bevor eine zeitliche Frist, die Teilkanaldaten zu übertragen, erreicht ist, wobei die geeignete Kanalbedingung eine Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten anstelle von zumindest einem Teil von Daten zum Bezeichnen eines Ruhezeitraums in den nachgelagerten Kommunikationen unterstützt; wobei die Netzwerküberwachungsvorrichtung ferner dahin gehend angeordnet ist, wenn sie im Gebrauch ist, eine Strömungssteuerungsnachricht an den ersten Netzwerkknoten zu übertragen, wodurch eine rechtzeitige Erzeugung der geeigneten Kanalbedingung vor der zeitlichen Frist bewirkt wird.
Verfahren zum Erzeugen eines Teilkanals in einem Hauptkanal zwischen einem ersten Netzwerkknoten und einem zweiten Netzwerkknoten, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: vorübergehendes Speichern von Teilkanaldaten; Überwachen von nachgelagerten Kommunikationen von dem ersten Netzwerkknoten; Identifizieren einer geeigneten Kanalbedingung in den nachgelagerten Kommunikationen; Bestimmen, ob nicht ausreichend Zeit vorliegt, um ein probabilistisches Eintreten der geeigneten Kanalbedingung abzuwarten, bevor eine zeitliche Frist, die Teilkanaldaten zu übertragen, erreicht ist, wobei die geeignete Kanalbedingung eine Einleitung einer Übertragung der Teilkanaldaten anstelle von zumindest einem Teil von Daten zum Bezeichnen eines Ruhezeitraums in den nachgelagerten Kommunikationen unterstützt; und Übertragen einer vorgelagerten Strömungssteuerungsnachricht zum Empfang durch den ersten Netzwerkknoten, wodurch eine rechtzeitige Erzeugung der geeigneten Kanalbedingung vor der zeitlichen Frist bewirkt wird.
Computerprogrammelement, das eine Computerprogrammcodeeinrichtung umfasst, um einen Computer zu veranlassen, das Verfahren gemäß Anspruch 14 auszuführen.
Computerprogrammcodeelement gemäß Anspruch 15, das in einem computerlesbaren Medium verkörpert ist.