专利名称：在乙太网络集线器中产生一优先权接口的方法
技术领域：
本发明是关于乙太网路集线器的技术领域，尤指一种适用于在乙太网路集线器中产生一优先权接口的方法。
背景技术：
近年来由于区域网路(Loacl Area Network，LAN)迅速发展，为了解决布线及传输问题，一般在乙太区域网路中，如图1所显示使用集线器10以简化布线及传输问题，在集线器10中包含一上传连接接口11(Up-linkport)及至少一个下传连接接口12(Down-link port)，各数据终端机(DataTerminal Equipment，DTE)经由各下传连接接口12而能存取乙太区域网路中各种资源，由于乙太网路中采用载波感知多重撷取碰撞检测法(CarrierSense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CD)以存取乙太网路资源，当有二数据终端机(DTE1、DTE2)同时欲存取该乙太网路资源时，会产生一碰撞情形，此时该二数据终端机因载波感知(Carrer Sense)而侦测到载波直流位准变化或传送与接收同时进行后，分别执行退回(Back Off)演算法去计数一随机时间后，再进行存取乙太网路，当其中一个数据终端机先计数完成后即可进行存取乙太网路，另一个数据终端机则进入等待，若两者同时计数完成并同时存取乙太网路，碰撞情形再次发生，该二数据终端机再分别计数一较长的随机时间后，再进行存取乙太网路，如此一直进行直到所有欲存取乙大网路资源的数据终端机均完成其存取动作为止。
上述方法不但解决碰撞情形亦提供一公平的存取机制，及亦即在乙太网路的各数据终端机具有相同的优先权以存取该网路，然而在如网路电话(VoIP)、视讯会议(Video Conference)等应用，其需要有特定频宽的保证，以免所传送的语队或影像因而在接收端产生不连续的现象而影响品质，然乙太网路的各数据终端机具有相同的存取优先权，而难以满足该特定应用程序的频宽需求，因此，前述公知的乙太网路实仍有予以改进的必要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种在乙太网络集线器中产生一优先权接口的方法，以使需要频宽保证；或有及时限制(Time-Limited)的应用程序不会因资料无法及时供给而降低其品质。
为实现上述目的，本发明所提出的在乙太网络集线器中产生一优先权接口的方法，该集线器中定义有一第一状态机及一第二状态机来分别描述该集线器执行状态与强制载体状态移转，该第一状态机包括闲置状态、资料传送状态、接收碰撞状态、传送碰撞状态、唯一接口留存状态及盲目状态，该第二状态机包括碰撞监看状态、盲目延长状态、强迫载波状态、封包间隙延长状态及传送控制状态，该集线器具有一强迫载波计时器、一传送恢复计时器、一优先权接口、一上传连接接口及至少一非优先权接口，于该第二状态机中，该方法主要包括下列步骤(A)当重置该集线器后，第二状态机进入碰撞监看状态；(B)当第一状态机为传送碰撞状态且有数据终端机传送资料至该优先权接口，第二状态机由碰撞监看状态进入盲目延长状态；(C)当第一状态机为闲置状态时，第二状态机由盲目延长状态进入强迫载波状态；(D)当第一状态机为资料传送状态且有数据终端机传送资料至该优先权接口时，第二状态机由强迫载波状态进入封包间隙延长状态；当数据终端机传送资料至该集线器接口的传送时间超过最大允许封包长度时，第二状态机由强迫载波状态重回碰撞监看状态；当数据终端机传送资料至该集线器接口的传送时间未超过最大允许封包长度且第一状态机为盲目状态时，第二状态机由强迫载波状态重回盲目延长状态；(E)当该强迫载波计时器计数完成时，第二状态机由封包间隙延长状态进入传送控制状态；以及(F)当第一状态机为非资料传送状态时，第二状态机由传送控制状态重回碰撞监看状态。
所述的方法中，该第二状态机在碰撞监看状态时，集线器等待该优先权接口的碰撞。
所述的方法中，该第二状态机在盲目延长状态时，该集线器将该传送计时器计数时间由8BT改为44BT。
所述的方法中，该第二状态机在强迫载波状态时，该集线器在除该优先权接口外的所有接口产生一拥塞讯号。
所述的方法中，该第二状态机在封包间隙延长状态时，该集线器在所有的接口产生一闲置讯号并启动该强迫载波计时器并计数一强迫载波恢复时间。
所述的方法中，该第二状态机在传送控制状态时，该集线器在该优先权接口产生一闲置讯号，并经由该上传连接接口传送资料，在除该优先权接口及上传连接接口外的所有接口产生一拥塞讯号。
所述的方法中，于该第一状态机中，该方法包括下述的步骤(G)当重置该集线器后，第一状态机进入闲置状态；(H)当该集线器仅有一接口接收数据终端机所传送资料时，第一状态机由闲置状态进入资料传送状态并记录该接收资料接口；当该集线器有多于一接口接收外部所传送资料时，第一状态机由闲置状态进入传送碰撞状态；当该集线器侦测到其上有任一接口产生碰撞时，第一状态机由闲置状态进入接收碰撞状态并记录该任一碰撞接口。
所述的方法中，于该第一状态机中，该方法还包括下述步骤(I)当除该接收资料接口外的任一接口有数据终端机传送资料时，第一状态机由资料传送状态进入传送碰撞状态；当该接收资料接口为闲置且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且该集线器将资料传送完成而无任何碰撞时，第一状态机由资料传送状态进入盲目状态；当该接收资料接口为闲置且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间小于96BT且该集线器将资料传送完成而无任何碰撞时、或在该接收资料接口产生碰撞时，第一状态机由资料传送状态进入接收碰撞状态；(J)当除该接收资料接口外的任一接口有数据终端机传送资料时，第一状态机由接收碰撞状态进入传送碰撞状态；当所有接口为闲置且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且无任何碰撞时，第一状态机由接收碰撞状态进入盲目状态。
所述的方法中，于该第一状态机中，该方法还包括下述步骤(K)当仅有一接口传送资料至数据终端机且该集线器经由所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且无任何碰撞时，第一状态机由传送碰撞状态进入一接口留存状态并且记录该唯一仅留接口；当所有接口为闲置且该集线器经由所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且无任何碰撞时，第一状态机由传送碰撞状态进入一盲目状态；(L)当所有接口为闲置且该集线器经由除该唯一仅留接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且无任何碰撞时，第一状态机由唯一接口留存状态进入盲目状态；当有多于一个的数据终端机传送资料时或除连接该唯一仅留接口外的任一接口的数据终端机传送资料时，第一状态机由一接口留存状态进入传送碰撞状态；(M)当该传送计时器计数完成时，第一状态机由盲目状态进入闲置状态。
所述的方法中，该第一状态机在闲置状态时，该集线器在所有接口产生一闲置讯号。
所述的方法中，该第一状态机在资料传送状态时，当该优先权接口致能时，该集线器在除该优先权接口及该上传连接接口外的所有接口产生一拥塞讯号，对经由该上传连接接口输出资料，当该优先权接口无效时，该集线器经由除该传送资料接口外的所有接口输出资料。
所述的方法中，该第一状态机在接收碰撞状态时，该集线器在除该优先权接口或该传送资料接口外的所有接口产生一拥塞讯号。
所述的方法中，该第一状态机在传送碰撞状态时，该集线器在所有接口产生一拥塞讯号。
所述的方法中，该第一状态机在一接口留存状态时，该集线器在除该唯一仅留接口外的所有接口产生一拥塞讯号。
所述的方法中，该第一状态机在盲目状态时，该集线器在所有接口产生一闲置讯号并启动该传送恢复计时器并计数一传送恢复时间。
图1为公知乙太网路系统的架构图。
图2为本发明的集线器示意图。
图3为本发明的集线器执行状态的状转移图。
图4为本发明集线器强制载体状态的状转移图。
具体实施例方式
有关本发明在乙太网路集线器中产生一优先权接口的方法，请先参照图2所示用于本发明的方法的集线器，其包含一强迫载波计时器21、一传送恢复计时器22、至少一非优先接口23、一优先权接口25、及一上传连接接口24，并以第一状态机定义一般集线器的状态及其移转、以第二状态机定义强制载体的状态及其移转，以在该集线器中产生一优先权接口。
图3、4分别为前述第一、第二状态机的状态转移图，其中，当重置集线器后，该第一状态机进入闲置状态，该集线器在所有接口产生一闲置讯号(OUT(All)＝Idle)。该第一状态机处于闲置状态时，当该集线器仅有一接口接收数据终端机所传送资料时(DataIn(ONLY1)＝Active)，第一状态机由闲置状态进入资料传送状态并记录该接收资料接口(N＜-Port[DataIn＝Active]|N＜-HPP)；当该集线器有多于一接口接收数据终端机所传送资料(DataIn(＞1)＝Active)时，第一状态机由闲置状态进入传送碰撞状态；当该集线器侦测到其上有任一接口产生碰撞时(CollIn(ANY)＝Active)，第一状态机由闲置状态进入接收碰撞状态并记录该任一碰撞接口(N＜-Port[CollIn＝Active])。
该第一状态机处于资料传送状态时，当该优先权接口25致能时，该集线器在除该优先权接口25及该上传连接接口24外的所有接口产生一拥塞讯号(OUT(ALLXNXUp)＝Jam)，对经由该上传连接接口25输出资料(UPT＝Port(N))，当该优先权接口25无效时，该集线器经由除该传送资料接口外的所有接口输出资料(OUT(AllXN)＝Data)；当除该接收资料接口外任一接口有数据终端机传送资料时(DataIn(ANYXN)＝Active)，第一状态机由资料传送状态进入传送碰撞状态；当该接收资料接口为闲置(DataIn(N)＝Idle)且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT(TT(ANYXN)＞＝96)且该集线器将资料传送完成(ALLDTSND)而无任何碰撞(CollIn(ALL)＝Idle)时，第一状态机由资料传送状态进入盲目状态；当该接收资料接口为闲置(DataIn(N)＝Idle)且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间小于96BT(TT(ANYXN)＜96)且该集线器将资料传送完成(ALLDTSND)而无任何碰撞(CollIn(ALL)＝Idle)时、或是在该接收资料接口产生碰撞(CollIn(N)＝Active)时，第一状态机由资料传送状态进入接收碰撞状态。
该第一状态机处于接收碰撞状态时，该集线器在除该优先权接口25或该传送资料接口外的所有接口产生一拥塞讯号(OUT(AllXN)＝Jam)；当除该接收资料接口外的任一接口有数据终端机传送资料(DataIn(ANYXN)二Active)时，第一状态机由接收碰撞状态进入传送碰撞状态；当所有接口为闲置(DataIn(ALL)＝Idle)且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT(TT(ALLXM)＞＝96)且无任何碰撞(CollIn(All)＝Idle)时，第一状态机由接收碰撞状态进入盲目状态。
该第一状态机处于传送碰撞状态时，该集线器在所有接口产生一拥塞讯号(OUT(All)＝Jam)；当仅有一接口传送资料至数据终端机(DataIn(ONLY1)＝Active)且该集线器经由所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT(TT(AIL)＞＝96)且无任何碰撞(CollIn(All)＝Idle)时，第一状态机由传送碰撞状态进入唯一接口留存状态并且记录该唯一仅留接口(M＜-Port［DataIn＝Active])；当所有接口为闲置(DataIn(ALL)＝Idle)且该集线器经由所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT(TT(ALL)＞＝96)且无任何碰撞(CollIn(All)＝Idle)时，第一状态机由传送碰撞状态进入一盲目状态。
该第一状态机处于唯一接口留存状态时，该集线器在除该唯一仅留接口外的所有接口产生一拥塞讯号(OUT(AIIXM)＝Jam)；当所有接口为闲置(DataIn(ALL)＝Idle)且该集线器经由除该唯一仅留接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT(TT(ALLXM)＞＝96)且无任何碰撞(CollIn(All)＝Idle)时，第一状态机由唯一接口留存状态进入盲目状态；当有多于一个的数据终端机传送资料(DataIn(ANYXM)＝Active)时或除连接该唯一仅留接口外的任一接口的数据终端机传送资料(DataIn(＞1)＝Active)时，第一状态机由一接口留存状态进入传送碰撞状态。
该第一状态机处于盲目状态时，该集线器在所有接口产生一闲置讯号(OUT(All)＝Idle)并启动该传送恢复计时器22(StartTw1)并计数一传送恢复时间；当该传送恢复计时器22计数完成时，第一状态机由盲目状态进入闲置状态。
当重置该集线器后，该第二状态机进入碰撞监看状态；该第二状态机处于碰撞监看状态时，该集线器等待该优先权接口的碰撞，当第一状态机为传送碰撞状态且有数据终端机传送资料至该优先权接口25(DataIn(HPP)＝Active)，此条件表示除连接至该优先权接口25的DTE外并有连接至其他接口的DTE传送资料，第二状态机由碰撞监看状态进入盲目延长状态。
该第二状态机处于盲目延长状态时，该集线器将该传送恢复计时器22计数时间由8BT改为44BT，主要是让连接至该集线器的DTE能在合理的最短时间内看到强制载波，当第一状态机为闲置状态时，第二状态机由盲目延长状态进入强迫载波状态。
该第二状态机处于强迫载波状态时，该集线器在除该优先权接口25外的所有的接口产生一拥塞讯号(OUT(ALLXHPP)＝Jam)以通知连接至其他接口的DTE该乙太网路处于拥塞情形，以免连接至其他接口的DTE和连接至该优先权接口25的DTE抢该乙太网路的频宽，当第一状态机为资料传送状态且有数据终端机传送资料至该优先权接口25(DataIn(HPP)＝Active)时，第二状态机由强迫载波状态进入封包间隙延长状态；当数据终端机传送资料至该集线器接口的传送时间超过最大允许封包长度(JAB)时，第二状态机由强迫载波状态重回碰撞监看状态；当数据终端机传送资料至该集线器接口的传送时间未超过最大允许封包长度(！JAB)且第一状态机为盲目状态时，第二状态机由强迫载波状态重回盲目延长状态。
该第二状态机处于封包间隙延长状态时，该集线器在所有的接口产生一闲置讯号(OUT(ALL)＝Idle)并启动该强迫载波计时器21(StartTw1)并计数一强迫载波恢复时间，当该强迫载波计时器21计数完成时，第二状态机由封包间隙延长状态进入传送控制状态。
该第二状态机处于传送控制状态时，该集线器在该优先权接口25产生一闲置讯号(OUT(HPP)＝Idle)，并经由该上传连接接口24传送资料(OUT(UPL)＝Data)，在除该优先权接口25及上传连接接口24外的所有接口产生一拥塞讯号(OUT(ANYXHPPXUPL)＝Jam)，以让连接至该优先权接口25的DT正传送至该集线器的资料能经由该上传连接接口24传送，并让连接至该非优先权接口23的DTE继续进行碰撞时BackOff计时，以免该连接至该非优先权接口23的DTE干扰该连接至该优先权接口25的DTE的传送，此方法可让连接至该优先权接口25的DTE能享有优先权以获得其传输所需的频宽，当第一状态机为非资料传送状态时，此即表示连接至该优先权接口25的DTE已传完其资料，故第二状态机由传送控制状态重回碰撞监看状态。
由上述说明可知，本发明可在乙太网路集线器中产生一优先权接口，以应用于有需要特殊频宽或有及时限制(Time Limited)的应用程序，而不会有资料无法及时供给而呈现不连续现象，进而改善该等应用程式在乙太网路上的品质。
应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种在乙太网路集线器中产生一优先权接口的方法，该集线器中定义有一第一状态机及一第二状态机来分别描述该集线器执行状态与强制载体状态移转，该第一状态机包括闲置状态、资料传送状态、接收碰撞状态、传送碰撞状态、唯一接口留存状态及盲目状态，该第二状态机包括碰撞监看状态、盲目延长状态、强迫载波状态、封包间隙延长状态及传送控制状态，该集线器具有一强迫载波计时器、一传送恢复计时器、一优先权接口、一上传连接接口及至少一非优先权接口，于该第二状态机中，该方法主要包括下列步骤(A)当重置该集线器后，第二状态机进入碰撞监看状态；(B)当第一状态机为传送碰撞状态且有数据终端机传送资料至该优先权接口，第二状态机由碰撞监看状态进入盲目延长状态；(C)当第一状态机为闲置状态时，第二状态机由盲目延长状态进入强迫载波状态；(D)当第一状态机为资料传送状态且有数据终端机传送资料至该优先权接口时，第二状态机由强迫载波状态进入封包间隙延长状态；当数据终端机传送资料至该集线器接口的传送时间超过最大允许封包长度时，第二状态机由强迫载波状态重回碰撞监看状态；当数据终端机传送资料至该集线器接口的传送时间未超过最大允许封包长度且第一状态机为盲目状态时，第二状态机由强迫载波状态重回盲目延长状态；(E)当该强迫载波计时器计数完成时，第二状态机由封包间隙延长状态进入传送控制状态；以及(F)当第一状态机为非资料传送状态时，第二状态机由传送控制状态重回碰撞监看状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，该第二状态机在碰撞监看状态时，集线器等待该优先权接口的碰撞。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，该第二状态机在盲目延长状态时，该集线器将该传送计时器计数时间由8BT改为44BT。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，该第二状态机在强迫载波状态时，该集线器在除该优先权接口外的所有接口产生一拥塞讯号。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，该第二状态机在封包间隙延长状态时，该集线器在所有的接口产生一闲置讯号并启动该强迫载波计时器并计数一强迫载波恢复时间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，该第二状态机在传送控制状态时，该集线器在该优先权接口产生一闲置讯号，并经由该上传连接接口传送资料，在除该优先权接口及上传连接接口外的所有接口产生一拥塞讯号。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，于该第一状态机中，该方法包括下述的步骤(G)当重置该集线器后，第一状态机进入闲置状态；(H)当该集线器仅有一接口接收数据终端机所传送资料时，第一状态机由闲置状态进入资料传送状态并记录该接收资料接口；当该集线器有多于一接口接收外部所传送资料时，第一状态机由闲置状态进入传送碰撞状态；当该集线器侦测到其上有任一接口产生碰撞时，第一状态机由闲置状态进入接收碰撞状态并记录该任一碰撞接口。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，于该第一状态机中，该方法还包括下述步骤(I)当除该接收资料接口外的任一接口有数据终端机传送资料时，第一状态机由资料传送状态进入传送碰撞状态；当该接收资料接口为闲置且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且该集线器将资料传送完成而无任何碰撞时，第一状态机由资料传送状态进入盲目状态；当该接收资料接口为闲置且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间小于96BT且该集线器将资料传送完成而无任何碰撞时、或在该接收资料接口产生碰撞时，第一状态机由资料传送状态进入接收碰撞状态；(J)当除该接收资料接口外的任一接口有数据终端机传送资料时，第一状态机由接收碰撞状态进入传送碰撞状态；当所有接口为闲置且该集线器经由除该接收资料接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且无任何碰撞时，第一状态机由接收碰撞状态进入盲目状态。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，于该第一状态机中，该方法还包括下述步骤(K)当仅有一接口传送资料至数据终端机且该集线器经由所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且无任何碰撞时，第一状态机由传送碰撞状态进入一接口留存状态并且记录该唯一仅留接口；当所有接口为闲置且该集线器经由所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且无任何碰撞时，第一状态机由传送碰撞状态进入一盲目状态；(L)当所有接口为闲置且该集线器经由除该唯一仅留接口外的所有接口传送资料至数据终端机的时间超过96BT且无任何碰撞时，第一状态机由唯一接口留存状态进入盲目状态；当有多于一个的数据终端机传送资料时或除连接该唯一仅留接口外的任一接口的数据终端机传送资料时，第一状态机由一接口留存状态进入传送碰撞状态；(M)当该传送计时器计数完成时，第一状态机由盲目状态进入闲置状态。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，该第一状态机在闲置状态时，该集线器在所有接口产生一闲置讯号。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，该第一状态机在资料传送状态时，当该优先权接口致能时，该集线器在除该优先权接口及该上传连接接口外的所有接口产生一拥塞讯号，对经由该上传连接接口输出资料，当该优先权接口无效时，该集线器经由除该传送资料接口外的所有接口输出资料。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，该第一状态机在接收碰撞状态时，该集线器在除该优先权接口或该传送资料接口外的所有接口产生一拥塞讯号。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，该第一状态机在传送碰撞状态时，该集线器在所有接口产生一拥塞讯号。
14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，该第一状态机在一接口留存状态时，该集线器在除该唯一仅留接口外的所有接口产生一拥塞讯号。
15.如权利要求7所述的方法，其特征在于，其中，该第一状态机在盲目状态时，该集线器在所有接口产生一闲置讯号并启动该传送恢复计时器并计数一传送恢复时间。
全文摘要
一种在乙太网络集线器中产生一优先权接口的方法，其以集线器中第一状态机及第二状态机的状态转移，使连接至该优先权接口的数据终端机传送资料时，对其他连接至非优先权接口的数据终端机输出一拥塞讯号，以避免其他连接至非优先权接口的数据终端机对该乙太网路进行存取，而使连接至该优先权接口的数据终端机能进行资料传输而不受其他连接至非优先权接口的数据终端机的干扰，以达到于集线器中以产生一优先权的接口的目的。
文档编号H04L29/08GK1490988SQ0214581
公开日2004年4月21日 申请日期2002年10月14日 优先权日2002年10月14日
发明者黄银坤, 许重胜 申请人:宏三科技股份有限公司