形成虚拟网络的方法

技术领域

本申请涉及计算机网络领域，尤其涉及形成虚拟网络的方法。

背景技术

广域网(WAN)是网络设备的互连web，其通常在很大的地理区域内互连局域网络或城域网络，诸如跨州或跨国家。WAN允许远程计算机经由网络设备彼此通信。

传统网络设备通常包括以预定固定数据速率操作的一个或多个物理网络端口，诸如例如10/100/1000Mbps(兆比特每秒)、10Gbps(千兆比特每秒)、40Gbps和100Gbps连接。作为在网络上实现计算机系统之间的通信的部分，传统网络设备协商网络端口的传输速度，并且在该过程中，网络端口的传输速度是固定的。

传统网络设备的缺点中的一个缺点是通常需要比可用的物理端口更多的物理端口，这会导致服务减少或昂贵的升级。由此，需要有一种方法来满足日益增长的端口需求。

发明内容

本发明提供了一种提供数据和帧速率灵活性的虚拟网络。本发明包括一种形成虚拟网络的方法，该方法包括：跨一个或多个光纤电缆以帧速率传递数据帧，一个或多个光纤电缆各自具有两个或更多个物理光纤。当数据帧的帧速率大于光纤电缆中的第一物理光纤的最大帧速率时，传递包括：以等于或小于第一物理光纤的最大数据速率的第一数据速率在第一物理光纤上传递第一数目的数据帧，以及以等于或小于第二物理光纤的最大数据速率的第二数据速率在第二物理光纤上传递第二数目的数据帧。以及当数据帧的帧速率等于或小于光纤电缆中的第一物理光纤的帧速率时，传递包括：通过第一物理光纤按顺序传递数据帧对，使得帧对包括来自多个源的数据。

本发明还包括一种虚拟转发设备，当主路径以低于可以接收帧的速率转发帧时，该虚拟转发设备经由备选路径向虚拟出口设备转发帧。本发明的虚拟转发设备包括接收第二封装帧的接收物理端口，用于耦合到下一跳设备的传输物理端口，用于耦合到备选跳设备的备选物理端口，以及耦合到接收物理端口、传输物理端口和备选物理端口的虚拟端口。该虚拟端口用于从接收物理端口接收第二封装帧，对第二封装帧进行解包以提取第一封装帧，并且从第一封装帧中提取虚拟出口设备的标识符。该虚拟端口进一步从标识符确定下一跳设备和备选跳设备，并且确定传输物理端口是否可以接受用于转发的帧。当传输物理端口可以接受用于转发的帧时，对所述第一封装帧进行封装以形成第三封装帧，并且向传输物理端口转发第三封装帧。第三封装帧具有标识下一跳设备的报头。当传输物理端口不能接受用于转发的帧时，确定备选物理端口是否可以接受用于转发的帧。

本发明还包括一种操作虚拟转发设备的方法。该方法包括：接收第二封装帧；对第二封装帧进行解包以提取第一封装帧；以及从第一封装帧中提取虚拟出口设备的标识符。该方法还包括：从标识符确定下一跳设备和备选跳设备，以及确定耦合到下一跳设备的传输物理端口是否可以接受用于转发的帧。该方法还包括：当耦合到下一跳设备的传输物理端口可以接受用于转发的帧时，对第一封装帧进行封装以形成第三封装帧，以及向耦合到下一跳设备的传输物理端口转发第三封装帧。第三封装帧具有标识下一跳设备的报头。该方法还包括：当耦合到下一跳设备的传输物理端口不能接受用于转发的帧时，确定耦合到备选跳设备的传输物理端口是否可以接受用于转发的帧。

本发明还提供了一种其中嵌入了程序指令的非瞬态计算机可读存储介质，该程序指令当由处理器执行时，使处理器执行操作虚拟转发设备的方法。该方法包括：接收第二封装帧；对第二封装帧进行解包以提取第一封装帧；以及从第一封装帧提取虚拟出口设备的标识符。该方法还包括：从标识符确定下一跳设备和备选跳设备，以及确定耦合到下一跳设备的传输物理端口是否可以接受用于转发的帧。该方法还包括：当耦合到下一跳设备的传输物理端口可以接受用于转发的帧时，对第一封装帧进行封装以形成第三封装帧，以及向耦合到下一跳设备的传输物理端口转发第三封装帧。第三封装帧具有标识下一跳设备的报头。该方法还包括：当耦合到下一跳设备的传输物理端口不能接受用于转发的帧时，确定耦合到备选跳设备的传输物理端口是否可以接受用于转发的帧。

通过参考下面的详细描述和附图可以更好地理解本发明的特征和优势，这些附图阐述了其中利用了本发明的原理的说明性实施例。

附图说明

图1A是示出根据本发明的虚拟网络100的示例的框图。

图1B1至图1B2是示出根据本发明操作虚拟网络100的方法150的流程图。

图1C是示出根据本发明的帧的示例的图示。

图2A是示出根据本发明的传输电路200的示例的框图。

图2B是示出根据本发明的传输电路250的示例的框图。

图2C是示出根据本发明的传输电路270的示例的框图。

图2D是示出根据本发明的组合器274的操作的示例的时序图。

图3A是示出根据本发明操作传输电路200的方法300的示例的流程图。

图3B是示出根据本发明操作传输电路200的方法350的示例的流程图。

图4是示出根据本发明的备选实施例的传输电路400的示例的框图。

图5示出了根据本发明的备选实施例的传输电路500的示例的框图。

图6是示出根据本发明的虚拟出口设备的接收电路600的示例的框图。

图7是说明根据本发明操作接收电路600的方法700的示例的流程图。

图8是示出根据本发明的备选实施例的接收电路800的示例的框图。

图9是示出根据本发明的备选实施例的接收电路900的示例的框图。

图10A是示出根据本发明的虚拟转发设备1000的示例的框图。

图10B是示出根据本发明操作虚拟转发设备1000的方法1050的示例的流程图。

图11是示出根据本发明的虚拟转发设备1100的示例的框图。

图12是示出根据本发明的形成虚拟网络的方法1200的示例的流程图。

通过参考下面的详细描述和附图可以更好地理解本发明的特征和优势，其阐述了其中利用了本发明的原理的说明性实施例。

具体实施方式

图1A示出了根据本发明的虚拟网络100的示例的框图。如图1A所示，虚拟网络100包括多个虚拟入口设备VED1至VEDr、经由光纤电缆耦合到虚拟入口设备VED1至VEDr的多个虚拟转发设备VFD1至VFDs、以及经由光纤电缆耦合到虚拟转发设备VFD1至VFDs以形成互连设备的web的多个虚拟出口设备VXD1至VXDt。

虚拟网络100将多个本地设备(例如，本地路由器/交换机LRS1至LRSx)与多个远程设备(例如，远程路由器/交换机RRS1至RRSy)互连。在本示例中，本地路由器/交换机LRS耦合到多个用户设备，例如机顶盒(STB)、个人计算机(PC)和视频设备(VID)，而远程路由器/交换机RRS类似地耦合到多个用户设备。

图1B1至1B2示出了根据本发明操作虚拟网络100的方法150的流程图。如图1B1所示，方法150开始于152，其中虚拟入口设备VED从本地路由器/交换机接收输入帧的流，例如STB、PC和视频帧。每个输入帧转而具有标识远程设备的报头，例如远程路由器/交换机RRS。例如，虚拟入口设备VED1可以从本地路由器/交换机LRS1接收输入帧的流，其中每个输入帧具有标识远程路由器/交换机RRS1的报头。

图1C示出了示出根据本发明的帧的示例的图示。如图1C所示，输入帧具有报头，其包括标识诸如本地路由器/交换机LRS1的本地路由器/交换机的MAC地址的Src MAC A字段和标识诸如远程路由器/交换机RRS1的远程路由器/交换机的MAC地址的Dst MAC B字段。输入帧还包括其他字段，例如类型字段、数据字段和纠错(CRC)字段。

再次参考图1B1，方法150接下来移动到154，其中虚拟入口设备VED从输入帧的报头中确定远程路由器/交换机。此后，方法150移动到156以从远程路由器/交换机RRS的身份中确定耦合到远程路由器/交换机RRS的虚拟出口设备VXD。例如，从Dst MAC B字段中获得的远程路由器/交换机RRS1的MAC地址可以用于标识经由查找表耦合到远程路由器/交换机RRS1的虚拟出口设备VXD1的MAC地址。

在确定虚拟出口设备VXD之后，方法150移动到158，其中虚拟入口设备VED对输入帧进行封装以形成第一封装(FE)帧。FE帧转而具有标识虚拟出口设备的字段和包括输入帧的字段，该虚拟出口设备在本示例中是虚拟出口设备VXD1。可以使用传统协议来执行封装，诸如提供方主干网桥流量工程(PBB-TE)协议或传输多协议标签交换(T-MPLS)协议。

如图1C所示，FE帧具有标识诸如虚拟出口设备VXD1的虚拟出口设备VXD的MAC地址的Dst MAC X字段，以及标识诸如虚拟入口设备VED1的虚拟入口设备VED的MAC地址的SrcMAC N字段。FE帧还包括其他字段，例如I-tag字段、包括输入帧的有效负载字段和CRC字段。

再次参考图1B1，方法150接下来移动到160，其中虚拟入口设备从虚拟出口设备的身份确定用于FE帧的第一跳设备。第一跳设备可以是到虚拟出口设备VXD或虚拟转发设备VFD。例如，虚拟入口设备VED1可以将虚拟出口设备VXD1的MAC地址输入到查找表中，以确定虚拟网络100中的第一跳设备的MAC地址。此后，方法150移动到162，其中虚拟入口设备对FE帧进行封装以形成第二封装(SE)帧。每个SE帧转而具有标识第一跳设备的字段和包括FE帧的字段。

如图1C所示，SE帧具有标识当前设备的MAC地址的Src MAC C字段，该当前设备在本示例中是虚拟入口设备VED1，以及标识虚拟网络100中的第一跳的MAC地址的Dst MAC H字段，在本示例中，该第一跳是虚拟转发设备VFD1。SE帧还包括标识虚拟入口设备的虚拟端口的Dst vID字段，以及标识虚拟出口设备中的对应虚拟端口的Src vID字段。

再次参考图1B1，方法150接下来移动到164，其中虚拟入口设备VED向第一跳设备传输SE帧，在本示例中，第一跳设备是到虚拟转发设备VFD。例如，虚拟入口设备VED1可以向虚拟转发设备VFD1传输SE帧。

方法150接下来移动到166，其中第一跳设备接收SE帧，并且从SE帧确定第一跳设备是否是虚拟出口设备。当第一跳设备不是虚拟出口设备时，方法150移动到168以确定下一跳设备和备选跳设备。例如，虚拟转发设备VFD1可以接收SE帧，并且确定虚拟转发设备VFD1不是虚拟出口设备。

接下来，方法150移动到170以确定耦合到下一跳设备的物理端口是否可以接受用于传输的帧。当耦合到下一跳设备的物理端口可以接受用于传输的帧时，方法150移动到172以将SE帧输出到耦合到下一跳设备的物理端口，然后移动到174以向下一跳设备传输SE帧。

当在170中耦合到下一跳设备的物理端口不能接受用于传输的帧时，方法150移动到176以确定耦合到备选跳设备的物理端口是否可以接受用于传输的帧。当耦合到备选跳设备的物理端口可以接受用于传输的帧时，方法150移动到178以向耦合到备选跳设备的物理端口输出SE帧，然后移动到174以向备选跳设备传输SE帧。此后，方法150返回到166。

在本示例中，备选跳设备是虚拟转发设备VFD2，其然后执行图1B1的元素166至178来向虚拟出口设备VXD1或另一虚拟转发设备VFD转发第二封装帧。

如图1B2所示，当在166中第一跳设备是虚拟出口设备时，方法150移动到182以对SE帧进行解包以提取FE帧，然后移动到184以对FE帧进行解包以提取输入帧。方法150接下来移动到186以从输入帧确定远程路由器/交换机，然后移动到188以向远程路由器/交换机传输输入帧。

本发明的优势中的一个优势是可以跨虚拟网络100转发帧而不参考远程路由器/交换机的MAC地址。

再次参考图1A，虚拟入口设备VED、虚拟转发设备VFD和虚拟出口设备VXD具有管理性分配的静态转发表。例如，每个输入帧，例如STB、PC和视频，包括远程路由器/交换机RR的MAC地址。可以管理性地分配耦合到远程路由器/交换机RRS的虚拟出口设备VXD的身份，并且将其提供给虚拟入口设备VED和虚拟出口设备，使得预先分配帧通过虚拟网络100进行的跳数。

图2A示出了根据本发明的虚拟入口设备的传输电路200的示例的框图。如图2A所示，传输电路200包括本地物理端口210、耦合到本地物理端口210的成帧电路212、以及耦合到成帧电路212的多个传输虚拟端口vPORTa1至vPORTan。

每个传输虚拟端口vPORTa进而包括传输队列和传输帧格式化电路。此外，传输电路200还包括耦合到传输虚拟端口vPORTa中的每个传输虚拟端口的传输虚拟交换机214，以及耦合到传输虚拟交换机214和光纤电缆的网络物理端口216。

图3A示出了示出根据本发明操作传输电路200的方法300的示例的流程图。如图3A所示，方法300开始于310，其中成帧电路212从本地物理端口210接收输入帧系列。方法300接下来移动到312以检查输入帧系列以确定每个输入帧的帧类型(例如，STB、PC、视频)，然后移动到314以基于帧类型确定与每个输入帧相关联的虚拟出口设备。每个虚拟出口设备进而具有多个接收虚拟端口。

此后，方法300移动到316，其中成帧电路212对输入帧系列进行封装以形成多个第一封装(FE)帧。FE帧具有标识与输入帧系列相关联的虚拟出口设备的报头。

此后，方法300移动到318，其中传输虚拟端口vPORTa1至vPORTan基于FE帧的报头中的虚拟出口设备确定用于FE帧的虚拟网络中的第一跳。接下来，方法300移动到320，其中传输虚拟端口vPORTa1至vPORTan对FE帧进行封装以形成第二封装(SE)帧。每个SE帧具有标识SE帧的第一跳的报头。报头还标识输入帧的相关联的虚拟出口设备的接收虚拟端口。此外，传输虚拟端口占用共享存储器的第一部分。

此后，方法300移动到322，其中传输虚拟交换机214循环通过以固定的重复次序从每个传输虚拟端口vPORTa顺序地转发SE帧的传输虚拟端口vPORTa1至vPORTan，以输出SE帧序列。例如，虚拟交换机214可以输出SE帧序列，其中第一SE帧来自vPORT1、第二帧来自vPORT2、第三帧来自vPORT3以及第四帧也来自vPORT1。

如果传输虚拟端口vPORTa为空或部分满，则不生成帧。例如，如果传输虚拟端口vPORT2为空，则网络物理端口216输出包括帧1、无帧、帧3的帧序列。方法300接下来移动到324，其中网络物理端口216将SE帧传输到虚拟网络上。

图3b示出了根据本发明的备选实施例的操作传输电路200的方法350的示例的流程图。方法350类似于方法300，并且由此利用相同的附图标记来指定两种方法共同的元素。

如图3B所示，方法350首先在352处偏离方法300，其中虚拟交换机214确定是否已经从任何传输虚拟端口vPORTa接收到完整信号。完整信号指示传输虚拟端口vPORTa中的SE帧已准备好传输。当虚拟交换机214检测到来自传输虚拟端口vPORTa的完整信号时，方法350移动到354，其中虚拟交换机214将SE帧从输出完整信号的传输虚拟端口vPORTa转发到网络物理端口216。

例如，虚拟交换机214可以按顺序接收来自传输虚拟端口vPORTa1、传输虚拟端口vPORTa2和传输虚拟端口vPORTa3的完整信号。在这种情况下，虚拟交换机214输出SE帧序列，其中第一SE帧来自传输虚拟端口vPORT1，第二帧来自传输虚拟端口vPORT2，并且第三帧来自传输虚拟端口vPORT3。

备选地，源(例如，STB、PC、视频源)中的一个源可以具有比其他源(例如，STB、PC、视频源)的数据速率快得多的数据速率，这进而使一个传输虚拟端口vPORTa比其他传输虚拟端口vPORTa更频繁地输出完整信号。

例如，如果网络物理端口216以每秒五帧的帧速率传输帧，传输虚拟端口vPORTa2以比传输虚拟端口vPORTa1和vPORTa3的每个帧速率快3倍的速率输出帧，传输虚拟端口vPORTa2信号在其他端口之前发送完整信号三次，并且在vPORTa3信号之前传输虚拟端口vPORTa1信号，则虚拟交换机214转发帧序列，该帧序列包括来自传输虚拟端口vPORT2的第一帧、来自传输虚拟端口vPORT2的第二帧、来自传输虚拟端口vPORT2的第三帧、来自传输虚拟端口vPORT1的第四帧和来自传输虚拟端口vPORT3的第五帧。

除了先进先出方法之外，其中接收完整信号的顺序确定由虚拟交换机214从传输虚拟端口vPORTa输出SE帧的顺序，传输虚拟端口vPORTa-vPORTan可以备选地包括允许以任何数量和任何顺序将帧从传输虚拟端口vPORTa转发到网络物理端口的优先级方案。

返回参考图3B，在虚拟交换机214将SE帧从输出完整信号的传输虚拟端口vPORTa转发到网络物理端口216之后，方法350移动到356，其中网络物理端口216传输SE帧。在方法300中，要输出的帧是可预测的，而在方法350中要输出的帧是不可预测的，尽管优先级方案提供了可预测性级别。

再次参考图2A的示例，成帧电路212包括虚拟交换机220和耦合到虚拟交换机220的成帧器222。虚拟交换机220检测输入帧的类型(例如，STB、PC、视频)，从静态转发表中确定帧到与帧的类型相对应的传输虚拟端口vPORTa的路由，并且向传输虚拟端口vPORTa输出该帧。

在本示例中，虚拟交换机220接收由诸如路由器/交换机120的本地源路由器/交换机传输的STB帧，并且从STB帧中的源和/或目的地MAC地址中检测到接收到的帧是STB帧。然后，交换机220在第一虚拟端口线P1上输出STB帧，该第一虚拟端口线P1被路由到预先选择来接收STB帧的传输虚拟端口vPORTa1。

类似地，虚拟交换机220接收本地源路由器/交换机传输的PC帧，并且从PC帧中的源和/或目的地MAC地址中检测到接收到的帧是PC帧。然后，交换机220在第二虚拟端口线P2上输出PC帧，该第二虚拟端口线P2被路由到虚拟端口vPORTa2，该虚拟端口vPORTa2被预先选择来接收PC帧。

虚拟交换机220还接收由本地路由器/交换机传输的视频帧，从视频帧中的源和/或目的地MAC地址中检测到接收到的帧是视频帧，然后在第三虚拟端口线P3上输出视频帧，该第三虚拟端口线P3被路由到被预先选择来接收视频帧的传输虚拟端口vPORTa3。

成帧器222在虚拟端口线路P1上接收STB帧，封装STB帧以形成第一封装的(FE)STB帧，然后将FE STB帧转发到传输虚拟端口vPORTa1的传输队列。类似地，成帧器222在虚拟端口线P2上接收PC帧，封装PC帧以形成第一封装的(FE)PC帧，然后将FE PC帧转发到传输虚拟端口vPORTa2的传输队列。成帧器222还在虚拟端口线P3上接收视频帧，封装视频帧以形成第一封装(FE)视频帧，然后向传输虚拟端口vPORTa3的传输队列转发FE视频帧。

成帧器222可以利用诸如提供方主干网桥流量工程(PBB-TE)协议或传输多协议标签交换(T-MPLS)协议的传统协议来生成封装帧。此外，FE STB帧、FE PC帧和FE视频帧各自具有报头，该报头具有包括虚拟出口设备的身份的多个字段。

例如，FE帧的报头可以包括用于虚拟出口设备的MAC地址的出口地址字段、I-Tag字段或类似字段。报头还可以包括其他字段，例如虚拟入口设备的MAC地址。在本示例中，虚拟出口设备的MAC地址被管理性地提供给虚拟入口设备。

对于传输虚拟端口vPORTa，传输电路200的传输虚拟端口vPORTa1中的帧格式化电路接收FE STB帧，基于FE STB帧报头中的虚拟出口设备的身份(例如，虚拟出口设备的MAC地址)从静态转发表中确定FE STB帧在虚拟网络中的第一跳，并且封装FE STB帧以形成第二封装(SE)STB帧。

类似地，传输电路200的传输虚拟端口vPORTa2中的帧格式化电路接收FE PC帧，基于FE PC帧报头中的虚拟出口设备的身份(例如，虚拟出口设备的MAC地址)从静态转发表中确定FE PC帧在虚拟网络中的第一跳，并且封装FE PC帧以形成第二封装(SE)PC帧。

此外，传输电路200的传输虚拟端口vPORTa3中的帧格式化电路接收FE视频帧，基于FE视频帧报头中的虚拟出口设备的身份，诸如虚拟出口设备的MAC地址，从静态转发表中确定FE视频帧在虚拟网络中的第一跳，并且对FE视频帧进行封装以形成第二封装(SE)视频帧。

SE STB帧、SE PC帧和SE视频帧各自包括报头，该报头具有标识虚拟网络中的第一跳设备的MAC地址的第一跳字段、标识虚拟入口设备的虚拟端口号的源字段Src_vID、以及标识与虚拟入口设备的虚拟端口号相对应的虚拟出口设备的虚拟端口号的目的地字段Dst_vID。在本示例中，SE STB帧的源字段Src_vID是传输虚拟端口vPORTa1。也可以包括其他字段。

此外，虚拟交换机214循环通过顺序地转发来自每个虚拟端口vPORTa的第二封装(SE)帧的传输虚拟端口vPORTa1至vPORTan，以向物理端口216输出SE帧系列。在本示例中，交换机214将SE STB帧从传输虚拟端口vPORTa1转发到物理端口216，随后将SE PC帧从传输虚拟端口vPORTa2转发到物理端口216，随后将SE视频帧从传输虚拟端口vPORTa3转发到物理端口216，随后将SE STB帧从虚拟端口vPORTa1转发到物理端口216，并且以相同的方式继续，物理端口216输出该帧。尽管图2示出了传输电路200接收来自单个本地路由器/交换机的输入并且利用该输入来操作，但是传输电路200可以备选地接收来自多个路由器/交换机的输入并且利用该输入来操作。

图2B示出了示出根据本发明的传输电路250的示例的框图。传输电路250类似于传输电路200，并且由此利用相同的附图标记来指定传输电路200和传输电路250共同的元素。

如图2B所示，传输电路250与传输电路200的不同之处在于，传输电路250包括第一网络物理端口216A和第二网络物理端口216B，这两个端口都耦合到虚拟交换机214。此外，虚拟交换机214在传输虚拟端口vPORTa1和网络物理端口216A之间提供连续连接。此外，示出了附加的传输虚拟端口vPORTa4。

除了一个或多个源(例如，STB、PC或视频源)以大于网络物理端口216A和216B的最大帧速率的帧速率输出数据帧之外，传输电路250基本上与传输电路200相同。例如，网络物理端口216A和216B中的每个端口可以具有每秒五帧的最大帧速率。

在图2B的示例中，机顶盒每秒输出七个STB帧，而个人计算机每秒输出两个PC帧，并且视频设备每秒输出一个视频帧。(所引用的数字仅用于说明目的。)如图2B所示，七个STB帧中的五个帧从网络物理端口216A传输，而剩余的两个STB帧、两个PC帧和一个视频帧以方法300和350所示的方式从网络物理端口216B传输。传输电路250的一个优势是传输电路250可以处理大于网络物理端口的最大帧速率的传入帧速率。

图2C示出了示出根据本发明的传输电路270的示例的框图。传输电路270类似于传输电路200，并且由此利用相同的附图标记来指定传输电路200和传输电路270共同的结构。

如图2C所示，传输电路270与传输电路200的不同之处在于，传输电路270利用成帧电路272来代替成帧电路212。成帧电路272进而与成帧电路212相同，除了成帧电路272包括组合器274之外，组合器274将来自STB帧、PC帧和视频帧的数据组合成单个组合帧。

组合器274包括与帧类型的数目相对应的多个成帧虚拟端口，例如成帧虚拟端口VP1至VP3，以及组合引擎CE，其组合来自不同成帧虚拟端口VP1至VP3的数据以生成输出到成帧器222的组合帧。组合引擎CE可以在逻辑或软件中实现。

在操作中，组合器274以多个非标准数据速率接收来自多个源的多个传入数据帧，例如来自第一源以20Mbps的STB帧、来自第二源以32Mbps的PC帧、以及来自第三源以48Mbps的视频帧，并且将传入帧存储在成帧虚拟端口VP1至VP3中，其对应于帧的源，例如STB、PC、视频。

组合器274组合来自成帧虚拟端口VP1至VP3中存储的STB、PC和视频帧的数据，以等于或小于网络物理端口216的预定固定数据速率(例如，100Mbps)的数据速率来输出组合帧。例如，来自20Mbps的STB帧的数据、来自32Mbps的PC帧的数据、以及来自48Mbps的视频帧的数据被组合以生成100Mbps的组合帧，在该示例中，该组合帧等于100Mbps的预定固定数据速率。

图2D示出了示出根据本发明的组合器274的操作的示例的时序图。在图2D的示例中，传输时钟信号280以每秒10个周期的预定固定速率操作，与来自三个成帧虚拟端口VP1、VP2和VP3的数据一起，这些数据被计时到传输时钟信号280内的所选择的脉冲。

如果组合器274从具有每秒2个周期的非预定数据速率的第一源接收STB帧的第一数据流，从具有每秒3个周期的非预定数据速率的第二源接收PC帧的第二数据流，并且从具有每秒4个周期的非预定数据速率的第三源接收视频帧的第三数据流，则如线282所示，组合器274将来自第一数据流的数据计时到每秒10个预定固定周期的前两个时钟周期，将来自第二数据流的数据计时每秒10个预定固定周期的第三、第四、和第五时钟周期，并且将来自第三数据流的数据计时到每秒10个预定固定周期的第六、第七、第八和第九时钟周期。本示例中的最后一个周期为空。理想情况下，对传入帧进行分组，使得利用所有预定的固定时钟周期。

此外，如图2D中的线284所示，来自第一数据流的数据、来自第二数据流的数据和来自第三数据流的数据可以被计时到任何传输时钟信号610的10个预定固定周期的时钟周期。可以将任何类型的数据(例如报头、有效负载)和任何数量的数据(例如位、字节、字、类型)计时到传输时钟信号280的每个脉冲。图2D示例是示出时序的简化示例。

再次参考图2C，成帧器222从组合帧的报头中标识远程设备，例如远程路由器/交换机，并且从远程设备的身份中标识虚拟出口设备。组合帧由成帧器222进行封装，以生成具有标识虚拟出口设备的报头的FE组合帧。

将FE组合帧转发到传输虚拟端口vPORTa1，以基于FE帧报头中的虚拟出口设备确定针对FE帧的虚拟网络中的第一跳。传输虚拟端口vPORTa1还封装FE组合帧以形成具有标识SE帧的第一跳的报头的第二封装(SE)帧。传输虚拟端口vPORTa1将SE帧转发到物理端口216，其输出SE组合帧。

图4示出了根据本发明的备选实施例的传输电路400的示例的框图。传输电路400类似于传输电路200，并且由此利用相同的附图标记来指定两个电路共同的结构。

如图4所示，传输电路400与传输电路200的不同之处在于，传输电路400的成帧电路212利用串行到串行成帧器410，其后是串行到并行虚拟交换机412，其耦合到虚拟端口vPORTa1至vPORTan，而不是虚拟交换机220后跟成帧器222。在另一备选实施例中，传输电路400的成帧器410和虚拟交换机412可以在物理上分离，其中成帧器410被合并到本地路由器/交换机中。

图5示出了示出根据本发明的传输电路500的示例的框图。传输电路500类似于传输电路400，并且由此利用相同的附图标记来指定电路400和电路500两者共同的结构。如图5所示的示例中所示，与传输电路500一起利用本地成帧路由器/交换机510，而不是接收和输出STB、PC和视频帧的本地路由器/交换机。

图6示出了根据本发明的虚拟出口设备的接收电路600的示例的框图。(虚拟入口设备还包括接收电路，而虚拟出口设备还包括传输电路。)如图6所示，接收电路600包括网络物理端口610和耦合到网络物理端口610的接收虚拟交换机612。接收电路600还包括耦合到交换机612的多个接收虚拟端口vPORTb1至vPORTbn。每个接收虚拟端口vPORTb进而包括接收队列和接收帧格式化电路。接收电路600还包括耦合到每个接收虚拟端口vPORTb的解帧电路614和耦合到解帧电路614的本地物理端口616。

图7示出了示出根据本发明操作接收电路600的方法700的示例的流程图。如图7所示，方法700开始于710，其中网络物理端口610接收双重封装(DE)帧，例如SE帧，各自具有包括第一/下一跳地址和接收虚拟端口标识符的报头。

接下来，方法700移动到712，其中网络物理端口610检查DE帧以确定第一/下一跳地址，并且将第一/下一跳地址与所存储的地址进行比较。此后，方法700移动到714，其中网络物理端口610转发具有匹配的第一/下一跳地址的DE帧，并且丢弃具有与所存储的地址不匹配的第一/下一跳地址的DE帧。

此后，方法700移动到716，其中接收虚拟交换机612基于DE帧的报头中的接收虚拟端口标识符来可切换地传递转发的DE帧。方法700然后移动到718，其中接收虚拟端口vPORTb1至vPORTbn对DE帧进行解包以从DE帧中提取单个封装的(1E)帧，例如FE帧，使得每个接收虚拟端口vPORTb解包DE帧以提取1E帧。

此后，方法700移动到720，其中解帧电路614对1E帧进行解包以从1E帧中提取原始STB、PC和视频输入帧。原始STB、PC和视频输入帧具有多种帧类型。此外，每个输入帧都具有标识目的地路由器/交换机的报头。然后，方法700移动到722，其中解帧电路614将STB、PC和视频帧转发到本地物理端口616，其将原始STB、PC和视频帧输出到远程路由器/交换机，例如远程路由器/交换机122。

在本示例中，虚拟交换机612从网络物理端口610接收DE STB帧，并且从DE STB帧的报头中的目的地虚拟端口号Dst_vID中确定目的地虚拟端口是虚拟端口vPORTb1。此外，交换机612从静态转发表中确定到虚拟端口vPORTb1的路由，然后在向虚拟端口vPORTb1路由的第一虚拟端口线上输出DE STB帧。

类似地，虚拟交换机612从网络物理端口610接收DE PC帧，并且从ME PC帧的报头中的目的地虚拟端口号Dst_vID中确定目的地虚拟端口为虚拟端口vPORTb2。此外，交换机612从静态转发表中确定到虚拟端口vPORTb2的路由，然后在向虚拟端口vPORTb2路由的第二虚拟端口线上输出DE PC帧。

此外，虚拟交换机612从网络物理端口610接收DE视频帧，并且从ME视频帧的报头中的目的虚拟端口号Dst_vID中确定目的虚拟端口为虚拟端口vPORTb3。交换机612从静态转发表中确定到虚拟端口vPORTb3的路由，然后在向虚拟端口vPORTb3路由的第三虚拟端口线上输出DE视频帧。

虚拟端口vPORTb1至vPORTbn接收DE帧，并且解包DE帧以从DE帧中提取1E帧，例如FE STB帧、FE PC帧和FE视频帧。在图6的示例中，第一虚拟端口vPORTb1的接收队列接收DESTB帧，而虚拟端口vPORTb1的帧格式化电路将DE STB帧解包以提取1E STB帧，其具有包括虚拟出口设备的身份的报头。

类似地，第二虚拟端口vPORTb2的接收队列接收DE PC帧，而虚拟端口vPORTb2的帧格式化电路将DE PC帧解包以提取1E PC帧，其具有包括虚拟出口设备的身份的报头。此外，第三虚拟端口vPORTb3的接收队列接收DE视频帧，而虚拟端口vPORTb3的帧格式化电路将DE视频帧解包以提取1E视频帧，其具有包括虚拟出口设备的身份的报头。

解帧电路614接收多个1E帧，例如FE帧，并且从1E帧中提取原始STB、PC和视频输入帧。输入帧具有多种帧类型，例如STB、PC、视频。每个输入帧都具有报头，其包括远程路由器/交换机的身份。对于每个接收到的FE帧，解帧电路614解包1E帧以提取输入帧，从输入帧的报头中确定远程路由器/交换机的身份，并且将输入帧输出到本地物理端口616，其将输入帧输出到远程路由器/交换机，例如远程路由器/交换机122。

如图6所示，解帧电路614包括解帧器620和耦合到解帧器620的虚拟交换机622。在操作中，解帧器620从多个接收虚拟端口vPORTb1至vPORTbn接收1E帧，并且解包1E帧以提取原始输入帧，例如STB帧、PC帧和视频帧，并且向虚拟交换机622转发STB帧、PC帧和视频帧。

在图6的示例中，解帧器620从接收虚拟端口vPORTb1接收1E STB帧，解包1E帧以提取STB帧，并且将STB帧转发到虚拟交换机622。类似地，解帧器620从接收虚拟端口vPORTb2接收1E PC帧，解包1E帧以提取PC帧，并且将PC帧转发到虚拟交换机622。此外，解帧器620从接收虚拟端口vPORTb3接收1E视频帧，解包1E帧以提取视频帧，并且将视频帧转发到虚拟交换机622。解帧器620可以利用与成帧器222相同或不同的协议。

虚拟交换机622循环通过顺序地接收输出帧并且向本地物理端口616转发输出帧的解帧器620的输出。在本示例中，虚拟交换机622从解帧器620接收STB帧，检测远程路由器/交换机的MAC地址，并且将STB帧输出到本地物理端口616。类似地，虚拟交换机622从解帧器620接收PC帧，检测远程路由器/交换机的MAC地址，并且将PC帧输出到本地物理端口616。此外，虚拟交换机622从解帧器620接收视频帧，检测远程路由器/交换机的MAC地址，并且将视频帧输出到本地物理端口616。本地物理端口616转而将帧输出到远程路由器/交换机。

图6的示例示出了具有并行到并行解帧器620后跟并行到串行的虚拟交换机622的解帧电路614。解帧电路614可以备选地利用其他电路布置来实现。例如，解帧电路614可以利用串行到并行虚拟交换机来实现，其耦合到虚拟端口vPORTb1-vPORTbn，随后是串行到并行成帧器。

图8示出了根据本发明的备选实施例的接收电路800的示例的框图。接收电路800类似于接收电路600，并且由此利用相同的附图标记来指定两个设备共同的结构。

如图8所示，接收电路800与接收电路600的不同之处在于，接收电路800的成帧电路614包括耦合到虚拟端口vPORTb1至vPORTbn的并行到串行虚拟交换机810，其后是串行到串行解帧器812。成帧电路212和解帧电路614的实现可以互换。例如，虚拟入口设备VED可以利用由虚拟交换机220和成帧器222实现的成帧电路212，而虚拟出口设备VED可以利用由虚拟交换机810和解帧器812实现的解帧电路614。

在另一备选实施例中，虚拟交换机810和解帧器812可以在物理上分离，其中解帧器812被合并到本地路由器/交换机中。

图9示出了示出根据本发明的接收电路900的示例的框图。接收电路900类似于接收电路800，并且由此利用相同的附图标记来指定电路800和电路900两者共同的结构。如图9所示的示例中所示，在接收电路900中使用本地解帧路由器/交换机910来代替本地路由器交换机。

除了跨虚拟网络来传输数据帧之外，还可以通过生成测试SE帧来跨虚拟网络测试的跳。传输虚拟端口vPORTa确定虚拟网络中到结束被测链路的虚拟出口设备的下一跳。此后，传输虚拟端口vPORTa生成测试SE帧，其具有将该帧标识为测试帧的报头，以及结束要测试的链路的虚拟出口设备。

虚拟交换机214以上述方式将测试SE帧传递到网络物理端口，该网络物理端口传输测试SE帧。测试SE帧以上述方式到达虚拟出口设备，其中接收虚拟端口vPORTb以上述方式解包测试SE帧以提取测试信息。然后，接收虚拟端口vPORTb可以从测试SE帧中确定帧延时、帧丢失率和活动/关闭状态，其转而可以被用来确定服务质量(QoS)测量。

图10A示出了根据本发明的虚拟转发设备1000的示例的框图。如图10A所示，虚拟转发设备1000包括多个接收物理端口RP1至RPm，以及耦合到接收物理端口RP1至RPm的多个转发虚拟端口vPORTc1至vPORTcn。每个转发虚拟端口vPORTc转而包括用于包装和解包帧的转发帧格式化电路，以及在包装和解包期间保存帧数据的转发队列。虚拟转发设备1000还包括耦合到转发虚拟端口vPORTc中的每个转发虚拟端口的虚拟交换机1010，以及耦合到虚拟交换机1010的多个传输物理端口TP1至TPz。

图10B示出了根据本发明操作虚拟转发设备1000的方法1050的示例的流程图。如图10B所示，方法1050开始于1052，其中接收第二封装(SE)帧。例如，转发虚拟端口vPORTc1可以经由接收物理端口RP1从虚拟入口设备VED1接收SE帧。

接下来，方法1050移动到1054以对SE帧进行解包以提取第一封装帧(FE)，然后移动到1056以从FE帧中提取标识符。例如，转发虚拟端口vPORTc1可以从解包的SE帧中提取FE帧，然后提取标识符作为虚拟出口设备的MAC地址。

此后，方法1050移动到1058以从标识符中确定下一跳设备和备选跳设备。例如，转发虚拟端口vPORTc1可以将虚拟出口设备VXD1的MAC地址(标识符)输入到查找表中。如查找表所示，当将虚拟出口设备VXD1输入到表中时，可以确定下一跳设备的MAC地址和备选跳设备的MAC地址。(查找表可以备选地包括多个附加备选跳设备的MAC地址。)

MAC地址VXD设备MAC地址下一跳设备MAC地址备选跳设备

查找表

此后，方法1050移动到1060以确定耦合到下一跳设备的传输物理端口是否可以接受用于转发的帧。当帧被转发到传输物理端口的速率大于传输物理端口可以物理地将帧输出到下一跳设备的速率时，传输物理端口声明保持信号，其防止传输物理端口接收附加帧。例如，转发虚拟端口vPORTc1可以确定耦合到下一跳(虚拟出口)设备VXD1的传输物理端口TP1是否可以接受用于转发的帧。

当传输物理端口可以接受用于转发的帧时，方法1050移动到1062，其中虚拟转发vPORTc对FE帧进行包装或封装以形成双封装(DE)帧，其中下一跳MAC地址替换第一跳MAC地址。DE帧转而具有标识下一跳的字段和包括FE帧的字段。例如，当转发虚拟端口vPORTc1确定传输物理端口TP1可以接受用于传输的帧时，转发虚拟端口vPORTc1对FE帧进行包装或封装以形成DE帧，该DE帧具有标识虚拟出口设备VXD1的字段。

此后，方法1050移动到1064，其中虚拟交换机272将具有下一跳MAC地址的DE帧转发到耦合到下一跳设备的传输物理端口，然后移动到1066，其中传输物理端口输出DE帧。例如，虚拟交换机272可以将DE帧从转发虚拟端口vPORTc转发到传输物理端口TP1，然后传输物理端口TP1将DE帧传输到虚拟出口设备VXD1。

另一方面，当传输物理端口不能接受用于转发的帧时，方法1050移动到1070以确定耦合到备选跳设备的传输物理端口是否可以接受用于转发的帧。例如，转发虚拟端口vPORTc1可以确定耦合到虚拟转发设备VFD2的传输物理端口TP2是否可以接受用于转发的帧。

当传输物理端口可以接受用于转发的帧时，方法1050移动到1072，其中转发虚拟端口vPORTc对FE帧进行包装或封装以形成DE帧，该DE帧具有替换第一跳MAC地址的备选跳MAC地址。DE帧转而具有标识备选跳的字段和包括FE帧的字段。例如，当转发虚拟端口vPORTc1确定传输物理端口TP1可以接受用于传输的帧时，转发虚拟端口vPORTc1对FE帧进行包装或封装以形成DE帧，该DE帧具有标识虚拟转发设备VFD1的字段。

DE帧转而具有标识备选跳的字段和包括FE帧的字段。例如，当转发虚拟端口vPORTc1确定传输物理端口TP2可以接受用于传输的帧时，转发虚拟端口vPORTc1对FE帧进行包装或封装以形成DE帧，该DE帧具有将虚拟转发设备VFD2标识为下一跳的字段。

此后，方法1050移动到1074，其中虚拟交换机272将具有备选MAC地址的DE帧转发到耦合到备选跳设备的传输物理端口，然后移动到1076，其中传输物理端口将DE帧输出到备选跳设备。例如，虚拟交换机272可以将DE帧从转发虚拟端口vPORTc转发到传输物理端口TP2，然后传输物理端口TP2将DE帧传输到虚拟转发设备VFD2。当传输物理端口不能接受用于转发的帧时，方法1050移动到1078，其中转发虚拟端口vPORTc丢弃帧。(当查找表提供附加备选设备时，方法360在丢弃帧之前评估其他设备。)

虚拟转发设备VFD2的工作方式与虚拟转发设备VFD1相同。虚拟转发设备VFD2接收SE帧，解包该帧，标识下一跳设备和备选跳设备，并且确定与下一跳设备相关联的传输物理端口是否可以接受用于传输的帧。

当与下一跳相关联的传输物理端口可以接受用于传输的帧时，虚拟转发设备VFD2将FE帧包装以形成DE帧，虚拟交换机将该DE帧转发到虚拟转发设备VFD2中的传输物理端口。当与下一跳相关联的物理端口不能接受用于传输的帧时，虚拟转发设备VFD2确定与由备选MAC地址标识的设备相关联的传输物理端口是否可以接受用于传输的帧。

当与由备选MAC地址标识的设备相关联的传输物理端口可以接受用于传输的帧时，虚拟转发设备VFD2将FE帧包装以形成DE帧，虚拟交换机将该DE帧转发到传输物理端口。例如，当耦合到虚拟转发设备VFD的传输物理端口TP2可以接受用于传输的帧时，虚拟转发设备VFD2将FE帧包装以形成DE帧，虚拟交换机将该DE帧转发到传输物理端口TP2。

当与由备选MAC地址标识的设备相关联的传输物理端口不能接受用于传输的帧时，该方法丢弃该帧，或者可以根据查找表中提供的内容来继续检查第二、第三等备选MAC地址，直到找到接受用于传输的帧的传输物理端口或者丢弃该帧。

图11示出了根据本发明的虚拟转发设备1100的示例的框图。虚拟转发设备1100类似于虚拟转发设备1000，并且由此利用相同的附图标记来指定两个设备共同的结构。

如图11所示，虚拟转发设备1100与虚拟转发设备1000的不同之处在于，转发虚拟端口vPORTcn的转发帧格式化电路允许将未包装的FE帧经由传输物理端口TPz转发到第三方网络到网络(NNI)设备，以便在必要时跨第三方网络进行传输。转发虚拟端口vPORTcn向解包的FE帧提供传统格式，例如PBB-TE格式。

除了在虚拟网络上传输数据帧之外，还可以通过生成测试SE帧来测试跨虚拟网络的跳。传输虚拟端口vPORTa确定虚拟网络中到结束被测链路的虚拟出口设备的第一跳。此后，传输虚拟端口vPORTa生成测试SE帧，该测试SE帧具有将该帧标识为测试帧的报头，以及结束要测试的链路的虚拟出口设备。

以上述方式将测试SE帧传递到网络物理端口，该网络物理端口传输测试SE帧。测试SE帧以上述方式到达虚拟出口设备，其中接收虚拟端口vPORTb以上述方式解包测试SE帧以提取测试信息。然后，接收虚拟端口vPORTb可以从测试SE帧中确定帧延时、帧丢失率和活动/关闭状态，其转而可以被用来确定服务质量(QoS)测量。

图12是示出根据本发明的形成虚拟网络的方法1200的示例的流程图。如图12的示例所示，方法1200开始于1210，其中跨一个或多个光纤电缆以帧速率传递数据帧，一个或多个光纤电缆各自具有两个或更多个物理光纤。

当数据帧的帧速率大于光纤电缆中的第一物理光纤的最大帧速率时，传递包括以等于或小于第一物理光纤的最大数据速率的第一数据速率在第一物理光纤上传递第一数目的数据帧。该传递还包括以等于或小于第二物理光纤的最大数据速率的第二数据速率在第二物理光纤上传递第二数目的数据帧。

当数据帧的帧速率等于或小于光纤电缆中的第一物理光纤的帧速率时，传递包括通过第一物理光纤连串行递数据帧对，使得该对帧包括来自多个源的数据。

方法1200接下来移动到1212以生成要跨越光纤网络传递的数据帧。在第一实施例中，通过以大于最大帧速率的帧速率从源设备接收数据帧以形成接收到的数据帧，然后将接收到的数据帧和大于最大帧速率的帧速率拆分成第一数目的接收到的数据帧和第二数目的接收到的数据帧，第一数目的接收到的数据帧具有等于或小于第一物理光纤的最大数据速率的第一数据速率，以及第二数目的接收到的数据帧具有等于或小于第二物理光纤的最大数据速率，来生成数据帧。

例如，如果两个物理光纤各自具有100Gbps的最大数据速率，并且客户数据以200Gbps运行，则通过在第一物理光纤和第二物理光纤两者上传递100Gbps，可以形成光纤电缆以拆分客户数据和200Gbps的数据速率，该200Gbps的数据速率大于两个或更多个物理光纤的最高100Gbps的最大数据速率。

此后，通过从接收到的数据帧中确定远程设备、确定来自远程设备的虚拟出口设备、以及对接收到的数据帧进行第一封装，以形成具有标识虚拟出口设备的报头的第一封装帧，来生成数据帧。

接下来，通过从第一封装帧确定虚拟出口设备，从虚拟出口设备确定第一跳设备，以及对第一封装帧进行第二封装以形成具有标识第一跳设备的报头的第二封装帧，来生成数据帧。

在第二实施例中，通过以第一帧速率从第一源接收第一数据帧以及以第二帧速率从第二源接收第二数据帧来生成数据帧。此后，通过组合来自第一源的第一帧的数据和来自第二源的第二帧的数据来生成数据帧，以形成组合数据帧。

此后，通过从来自第一源的第一帧中确定远程设备、从远程设备中确定虚拟出口设备、以及对组合数据帧进行第一封装以形成具有标识虚拟出口设备的报头的第一封装帧，来生成数据帧。

接下来，通过从第一封装帧确定虚拟出口设备，从虚拟出口设备确定第一跳设备，以及对第一封装帧进行第二封装以形成具有标识第一跳设备的报头的第二封装帧，来生成数据帧。

在第三实施例中，通过以第一帧速率从第一源接收第一数据帧和以第二帧速率从第二源接收第二数据帧，以及从来自第一源的第一数据帧中确定远程设备，从远程设备中确定虚拟出口设备，来生成数据帧。

此后，通过封装来自第一源的第一数据帧以形成具有标识虚拟出口设备的报头的第一封装帧、以及封装来自第二源的第二数据帧以形成具有标识虚拟出口设备的报头的第二封装帧，来生成数据帧。

接下来，通过从第一封装帧中确定虚拟出口设备、从虚拟出口设备中确定第一跳设备、对第一封装帧进行封装以形成具有标识第一跳设备的报头的第三封装帧、以及对第二封装帧进行封装以形成具有标识第一跳设备的报头的第四封装帧，来生成数据帧。

此后，通过输出多个第三封装帧和多个第四封装帧，使得第三封装帧和第四封装帧的组合帧速率等于或小于第一光纤的最大帧速率，来生成数据帧。

再次参考图12，方法1200接下来移动到1214以接收跨光纤电缆传递的数据帧。在第一实施例中，通过对第二封装帧进行解包以提取第一封装帧和虚拟出口设备的身份，以及确定第一跳设备是否是虚拟出口设备，来接收数据帧。此后，当第一跳设备是虚拟出口设备时，通过对第一封装帧进行解包以提取接收到的数据帧来接收帧，并且当第一跳设备不是虚拟出口设备时，从虚拟出口设备的身份中确定下一跳设备。

当下一跳设备是虚拟转发设备时，对第一封装帧进行封装以形成第三封装帧，该第三封装帧具有标识虚拟转发跳设备的报头。当下一跳设备是网络到网络接口设备时，第一封装帧被转发到网络到网络接口设备。

现在已详细参考本公开的各种实施例，其示例在附图中示出。虽然结合各种实施例进行了描述，但是可以理解，这些各种实施例并不旨在限制本公开。相反，本公开旨在涵盖可以被包括在根据权利要求解释的本公开的范围内的备选、修改和等同的形式。

此外，在前面对本公开的各种实施例的详细描述中，为了提供对本公开的透彻理解，阐述了许多具体细节。然而，本领域的普通技术人员将认识到，本公开可以在没有这些具体细节或具有其等同形式的情况下实施。在其他情况下，未详细描述公知的方法、程序、组件和电路，以避免不必要地模糊本公开的各种实施例的各方面。

注意，尽管为了清楚起见，本文可以将方法描述为编号操作的序列，但是编号不一定规定操作的顺序。应当理解，某些操作可以被跳过、并行执行或在不需要保持严格序列顺序的情况下执行。

示出根据本公开的各种实施例的附图是半示意性的，并且不按比例缩放，并且具体地，一些大小是为了呈现清楚，并且在附图中被夸张地示出。类似地，尽管为了便于描述，附图中的视图一般显示类似的定向，但是附图中的这种描述在大部分情况下是任意的。一般而言，根据本公开的各种实施例可以在任何定向上操作。

详细描述的某些部分是根据对计算机存储器内的数据比特的操作的过程、逻辑框、处理和其他符号表示来呈现的。数据处理领域的技术人员使用这些描述和表示来有效地将其工作的实质传达给本领域的其他技术人员。

在本公开中，过程、逻辑框、进程等被认为是导致期望结果的自洽的操作或指令序列。这些运算是那些利用物理量的物理操作的运算。通常，尽管不是必须的，这些量采取能够在计算系统中被存储、传输、组合、比较和以其他方式操作的电或磁信号的形式。主要出于一般使用的原因，已证明有时将这些信号称为事务、位、值、元素、符号、字符、样本、像素等是方便的。

然而，应当记住，所有这些和类似的术语都与适当的物理量相关联，并且仅是应用于这些量的方便标签。除非另有特别说明，否则从以下讨论中明显的是，可以理解在整个本公开中，利用术语例如“生成”、“确定”、“分配”、“聚集”、“利用”、“虚拟化”、“处理”、“访问”、“执行”、“存储”等的讨论，指的是计算机系统或类似的电子计算设备或处理器的动作和过程。

计算系统或类似的电子计算设备或处理器操纵计算机系统存储器、寄存器、其他这样的信息存储设备和/或其他计算机可读介质内表示为物理(电子)量的数据，并将其转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其他这样的信息存储设备、传输或显示设备内的物理量的其他数据。

本申请的实施例中的技术解决方案已经在前面的章节中参考本申请的实施例的附图进行了清楚和完整的描述。应当注意，在本发明的说明书和权利要求书中以及在上述附图中，术语“第一”、“第二”等用来区分相似的对象，而不必然用来描述特定的序列或顺序。应当理解，这些数字可以在适当的地方互换，使得本文描述的本发明的实施例可以按照不同于本文所示出或所描述的顺序来实现。

本实施例的方法中描述的功能如果以软件功能单元的形式实现并且作为独立产品出售或使用，则可以存储在计算设备可读存储介质中。基于这样的理解，对现有技术作出贡献的本申请的实施例的一部分或技术解决方案的部分可以以存储在存储介质中的软件产品的形式来实施，包括用于使计算设备(其可以是个人计算机、服务器、移动计算设备或网络设备等)执行在本申请的各种实施例中描述的方法的所有或部分步骤的多个指令。前述存储介质包括：USB驱动器、便携式硬盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘、光盘等，其可以存储程序代码。

本申请说明书中的各个实施例以渐进的方式描述，并且每个实施例侧重于其与其他实施例的不同之处，并且各个实施例之间的相同或相似部分可以参考另一情况。所描述的实施例仅是实施例的一部分，而不是本申请的全部实施例。由本领域普通技术人员给予本申请的实施例获得的所有其他实施例都在本申请的范围内而不偏离本发明技术。

所公开的实施例的上述描述使本领域技术人员能够制作或使用本申请。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员是清楚的，并且本文定义的一般原理可以在在其他实施例中实现而不偏离本申请的精神或范围。因此，本申请不限于本文所示的实施例，而是与本文公开的原理和新颖特征一致的最广泛的范围。