[发明专利]交换机队列容量的链路层预留

说明书

技术领域

本发明总体上涉及网络通信，具体而言涉及通信网络中交换机队列容量的预留。

背景技术

如本领域中所知，网络通信通常是以众所周知的7层开放系统互联（OSI）模型为前提，该模型定义各个协议层的功能，而没有规定各层协议本身。这7个层在本文中有时被称为从第7层到第1层，分别是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

在源站，数据通信开始于从位于功能堆栈的顶层（应用层）的源进程接收到数据之时。数据在堆栈的每个相继的较低层处依次格式化，直到在数据链路层处获得比特数据帧。最终，在物理层处，该数据以电磁信号形式经由网络链路向目的地站传输。当在目的地站接收到传输的数据时，该传输的数据以与其在源站得到处理的顺序的相反顺序在对应的功能堆栈中向上传递，从而将信息供应至该目的地站处的接收进程。

分层协议（诸如OSI模型所支持的分层协议）的原理是，在数据垂直穿越模型各层时，源站和目的地站处的层以对等（即，第N层对第N层）的形式交互，并且每个单独的层的功能在不影响所述单独层与紧邻其上或其下的协议层的功能之间的接口的情况下执行。为了实现这样的效果，源站中协议堆栈的每个层通常在发送进程所生成的数据沿堆栈下降时向该数据添加信息（形式为经封装报头）。在目的地站，当帧沿堆栈的各层向上传播时，将这些经封装报头逐个剥除（strip off），直到经解封装的数据被送达接收进程。

将源站与目的地站相耦合的物理网络可包括由一个或多个有线或无线网络链路互连起来的任何数目的地网络节点。所述网络节点通常包括产生和消耗网络流量的主机（例如，服务器计算机、客户端计算机、移动设备等）、交换机和路由器。常规网络交换机将不同的网段互联起来，并在OSI模型的数据链路层（第2层）处处理和转发数据。交换机通常至少提供基本的桥接功能，包括：通过第2层媒体访问控制（MAC）地址来过滤数据流量；学习帧的源MAC地址；以及基于目的地MAC地址来转发帧。将OSI模型的网络层（第3层）处的不同网络互联起来的路由器通常实现诸如路由处理、路径确定以及路径交换等网络服务。

在实现分层通信协议的常规计算机网络中，数据连接的可靠性是更高层（即，第4层及第4层以上）协议的职责。举例而言，如果交换机的入站端口用以处理传入数据帧的容量因耦合至该入站端口的源站而发生溢出，则该交换机默然丢弃无法处理的传入帧，并且依靠传输层（第4层）协议和更高层协议来检测分组丢失以及在必要的情况下执行恢复操作。如果源站与目的地站之间的数据通信不容许分组丢失，则节流源站处的发送进程及恢复和重传丢失分组所需的处理可能会对支持数据通信的网络节点——尤其是源站的主机施加很大的计算负担。

为了减小与分组恢复相关联的网络节点上的计算负担，因特网工程任务组开发了IETF RFC2205中所述的资源预留协议（RSVP）及其在IETF RFC3209和IETF RFC5151中所述的扩展——RSVP-流量工程（TE）协议。RSVP及其扩展RSVP-TE为传输层（第4层）协议，其可由主机或路由器用于在网络中预留网络层资源，从而支持通过因特网上的应用数据流，以特定的服务质量（QoS）水平来提供综合服务。

发明内容

根据至少一个实施方式，网络交换机响应于接收到来自源站的第2层预留请求，针对源站的数据流建立该网络交换机的入口队列容量预留。当预留处于活动状态时，响应于网络交换机的入口队列上的队列溢出情况，该网络交换机保留依照预留而传输的源站的数据流中的数据帧，并丢弃其他数据帧。

在优选的实施方式中，数据流关联于源站的多个数据流；并且建立预留包括针对源站的多个数据流之中的每个数据流建立多个预留之中相应的一个预留。优选地，数据流被寻址到目的地站；网络交换机关联于源站和目的地站之间的数据路径中的多个交换机；并且所述建立包括在数据路径中的多个交换机之中的每个交换机处建立预留。更为优选地，网络交换机接收第2层预留请求。进一步更为优选地，在链路层发现协议（LLDP）帧中指定该第2层预留请求。

在优选的实施方式中，第2层预留请求通过源站的第2层地址和流标识符来标识数据流。优选地，建立预留包括将预留记录在网络交换机的预留数据结构中。更为优选地，网络交换机响应于计时器到期而移除预留。进一步更为优选地，网络交换机响应于预留的数据量耗尽而移除预留。进一步更为优选地，网络交换机在预留期间修改入口队列中的预留容量。进一步更为优选地，源站传输第2层预留请求。

附图说明