[发明专利]用于使用I/O设备链路在主机之间建立高速网络通信和文件传输的链路系统

说明书

要求保护一种高速链路系统，其提供经由标准输入/输出(I/O)设备控制器、协议、电缆和部件实现的网络和数据传输能力以连接一个或多个主机计算系统，其包括系统、装置和方法；并在一个或多个实施方案中予以描述。本发明的说明性实施方案经由USB 3.0端口和电缆连接两个或更多个主机系统，从而建立以高速路由和传输数据所需的网络、控制、数据交换和电力管理以及资源共享。使用USB 3.0建立的链路系统在全速4.8Gbps下操作，从而消除转换到网络协议(如因特网协议)或在网络协议内封装时固有的损耗。本文要求保护的方法描述两个或更多个连接的主机系统如何彼此检测，以及建立单独的通信和数据交换网桥，其中来自主机的应用程序的控制序列引导该装置的操作。

本申请为申请日是2014年12月8日、申请号是201480066793.5、发明名称为“用于使用I/O设备链路在主机之间建立高速网络通信和文件传输的链路系统”的中国申请的分案申请。

技术领域

本申请大体涉及使用标准高速外围设备和电缆的桥接连接在一个或多个主机系统之间建立用于通信和高速文件传输的网络；并且具有充分利用通用串行总线(USB)外围电缆和设备部件的优选实施方式，以建立USB主机至主机和主机至多主机联网和高速文件传输。

背景技术

外围通信协议提供将额外电子设备直接连接到主机系统的CPU的能力。大多数调制解调器外围通信协议提供超高速连接以确保数据传输来满足现代CPU的需求。流行的外围协议其中包括通用总线(USB)和外围部件互连(PCI)。USB是一种全球认可且广泛使用的即插即用接口，用于如数字相机、扫描仪、打印机、压缩光盘(CD)播放器、数字多功能光盘(DVD)播放器以及调制解调器游戏控制杆等的外围设备。USB连接不断发展，从而提供以电力输送进行的高速数据传输的改进。USB技术规范的两个最近发布的版本引入优于先前版本和其他协议的多个优点，包括全双工通信。USB版本3.0(下文称为“USB 3”)兑现了5Gbps(每秒千兆)的高速数据速率，而USB版本3.1(下文称为“USB 3.1”)兑现了10Gbps。

在主机之间使用USB版本2.0(下文称为“USB 2.0”或“USB 2”)的对等连接采用固定主机至主机电缆，其具有嵌入式专门的电子部件且取决于各种协议转换。实际上，USB2.0主机至主机电缆是仅使用USB接口作为用于到主机计算机的互连的介质来部署的虚拟以太网跨接电缆或网桥设备。因此，这些电缆需要专有驱动器和在连接两端都运行的配对的应用程序软件；由此造成实质性的吞吐量限制，因为在每个主机处都需要因特网协议(IP)分组处理和转换以支持该连接。结果，尽管有由USB 2.0端口接口提供的可用的40MBps吞吐量，但是实际数据传输速度下降到仅仅12MBps。经由以太网链接额外主机(可能的话)并不切实可行–每个额外主机显著地增加开销需求且总体性能显著地变差。

类似地，直接的USB 3.0主机至主机连接已发布到市场中，采用使用以太网跨接电缆来载送封装的USB 3.0分组的常见方法。使用此方法的USB 3.0至以太网主机至主机电缆的有效速度据报告为约40MBps；来自由USB 3技术规范提供的可用的480MBps的显著减小。新的USB 3技术规范定义了直接链路USB 3公A(Male-A)至公A(Male-A)跨接器电缆的使用，其不包括Vbus或总线电源连接(Bus Power contingent)，其主要设计用来连接两个主机用于诊断和其他受限使用的目的。

发明内容

本申请公开了一种方法和装置，用于在桥接配置中，采用至少两个标准外围连接在两个或更多个耦接的主机计算机(下文称为“主机”或“主机系统”或“USB主机系统”)之间建立提供网络通信和高速数据传输能力的链路系统，从而创建专用通信链路和专用数据链路，其结合形成私用网络以独立地在耦接的主机系统之间交换控制和高速数据。采用USB3.0超速(SuperSpeed)协议的实施方式提供用于5Gbps的网络和文件传输速度；相似地，使用USB 3.1增强型超速(Enhanced SuperSpeed)协议和部件可以达到10Gbps。