[发明专利]用于过载式网络交换的带宽分配装置与相关网络交换装置

说明书

本申请涉及用于过载式网络交换的带宽分配装置与相关网络交换装置。一种带宽分配装置包含：一缓冲装置、一主排程器、一过载排程器、一多任务器以及一检测装置。该缓冲装置用于接收多个第一端口所传送的第一数据单元，以及多个第二端口所传送的第二数据单元，并且输出该些数据单元。该主排程器用于排程第一数据单元，以依序输出第一数据单元。该过载排程器用于排程第二数据单元，以依序输出第二数据单元。该多任务器受控于该主排程器以选择该主排程器输出的第一数据单元，以及该过载排程器输出的第二数据单元来进行输出。该检测装置用以产生一功率相关信息，该主排程器根据该功率相关信息控制该多任务器。

技术领域

本发明系关于过载式网络交换器，特指一种基于硬件温度以及带宽使用状态进行动态带宽分配的带宽分配装置以及网络交换器。

背景技术

网络交换器是一种用于提供信息交换与数据转发服务给连网装置的硬件。在现今的趋势下，连网装置的输出/输入带宽越来越大，因此为了满足整体带宽需求，网络交换器将不可避免地增加核心路由带宽。然而，若要增加核心路由带宽则需要增加系统运作频率，如此一来会造成设计上的时序收敛问题。因此，现有技术中存在一种过载式(oversubscription)设计，基于这种设计的网络交换器，其核心路由带宽小于所服务之连网装置的整体带宽，其系通过带宽分配的机制，来服务端口上的众多连网装置。

在过载式网络交换器中，端口被分类成保障线速(line speed)端口，以及过载(oversubscription)端口。针对保障线速端口，系统会分配足够的核心路由时槽(timeslot)来服务这些端口上的连网装置，保障其带宽需求被完全满足；而针对过载端口，系统将会利用剩余的核心路由时槽，以及闲置时槽来服务这些端口上的连网装置。

由于过载端口仅能使用保障线速端口使用后所剩余的带宽，因此，如何有效率地进行带宽分配，便成了过载式网络交换器在设计上的重要课题。现有的过载式网络交换器的设计理念为，尽量使用核心路由的带宽，从而达到最好效能。然而，一味地提升运作频率来追求效能最大化会让系统功耗提升，导致硬件温度过高，进而造成芯片功能错误，甚至损坏，最终影响系统的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种用于过载式网络交换服务的带宽分配机制，让过载式网络交换器在分配带宽之际，除了考虑连网装置的最大数据传输速度外，更一并参考实际传输速度限制设定来提高核心路由带宽的利用率。另外，本发明的带宽分配机制也考虑了系统功率，根据硬件温度或电压变动来决定是否调节核心路由带宽，从而减少过热的风险，以达到功耗与效能之间的平衡。

本发明之一实施例提供一种用于网络交换器的带宽分配装置。该带宽分配装置包含：一缓冲装置、一主排程器、一过载排程器、一多任务器、一速率量测装置以及一检测装置。该缓冲装置用于接收多个第一端口所传送的多个第一数据单元，以及多个第二端口所传送的多个第二数据单元，并且输出该些第一数据单元与第二数据单元。该主排程器耦接于该缓冲装置，并且用于排程该些第一数据单元，从而依序输出该些第一数据单元。该过载排程器耦接于该缓冲装置，并且用于排程该些第二数据单元，从而依序输出该些第二数据单元。该多任务器耦接于该主排程器以及该过载排程器，并且受控于该主排程器以选择该主排程器所输出的该些第一数据单元，以及该过载排程器所输出的该些第二数据单元来进行输出。该速率量测装置用于量测该些第一端口以及该些第二端口所对应的数据传输速度，从而产生一数据传输速度信息。其中，该主排程器可根据该数据传输速度信息来控制该多任务器，而该过载排程器根据该数据传输速度信息来排程该些第二数据单元。该检测装置用以产生一功率相关信息。其中，该主排程器根据该功率相关信息，控制该多任务器。