專利名稱：交換網流量控制方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信技術領域，具體涉及一種交換網流量控制方法和裝置。
背景技術：
互聯網主要由交換節(jié)點和相應的通信線路互聯而成，其中最重要的交換節(jié)點是路 由器。路由器主要由線卡和交換結構組成。根據數據流量的走向，線卡可以分為上行線卡 和下行線卡。交換結構是連接數據輸入端口和輸出端口的橋梁，它為線卡提供了數據通道， 使得數據包能從進入的線卡轉發(fā)到目的線卡。交換結構可以是單級的、背靠背和多級的。交換網中數據交換方式包括兩種上行線卡中的數據流量直接進入交換結構的端 口進行交換到達目的下行線卡，這種數據交換調度方式稱為Push調度方式；由目的下行線 卡發(fā)送指令來控制上行線卡中數據是否可以進入交換結構進行交換，這種數據交換調度方 式稱為Pull調度方式。在交換網中，數據報文進入交換結構之前被分成了更小的傳輸單元(信元)，信元 經過交換結構到達下行線卡后需要重新被組合起來，并按照一定的規(guī)則排列順序。在交換網結構設計中，每級芯片都有存儲容量的限值，如果芯片的緩存占用超過 了一定的閥值，就需要通過某種方式使得此芯片不再接收相應的信元，以避免過多的緩存 占用或緩存溢出，這就是交換網中的流量控制設計。現有技術中，交換網的流量控制是采用逐級反壓的方法實現的緩存占用達到閥 值的芯片向與其直接連接的上級芯片發(fā)送反壓信號，使得與其直接連接的上級芯片停止發(fā) 送數據到此芯片。以圖1所示交換結構為例，該交換結構包括三級交換單元SE1、SE2和SE3以及上 行線卡接口(iFIC)和下行線卡接口(eFIC)。如果下行線卡的緩存占用超過閥值，就向與其 直接連接的上級芯片SE3發(fā)送反壓信號，以使SE3停止向下行芯片發(fā)送數據；類似的，如果 SE3的緩存占用超過閥值，SE3就像SE2發(fā)送反壓信號；如果SE2的緩存占用超過閥值，SE2 就像SEl發(fā)送反壓信號；如果SEl的緩存占用超過閥值，SEl就像上行線卡發(fā)送反壓信號， 以使上行線卡停止發(fā)送數據。在交換網結構中，數據信元的重組重排序是一個很重要的部分。高效的重組重排 序是交換結構出口帶寬的保證。如果系統(tǒng)數據信元的重組重排序完全在下行線卡執(zhí)行，即 只有下行芯片對收到的數據信元進行重組重排序，而交換單元SE1、SE2和SE3只是在執(zhí)行 數據信元的傳輸，那么，逐級反壓的流量控制方法就會導致如下所述的死鎖和惡性循環(huán)。下行芯片之所以向上級芯片反壓就是因為堆積了大量無法成功組包和排序的信 元，它正在迫切需要這些缺少的信元，而這時它向上級芯片的反壓卻阻止了信元的到來，于 是它既在等待信元又在拒絕信元，從而就產生了死鎖現象。如果下行線卡有一個等待的時 間限制，即等待一段時間后就丟棄這些沒有成功組包和排序的信元，那么必然會超時丟包， 在超時丟包之后，下行線卡會取消向上級芯片的反壓，于是又會下來一堆無法成功組包和 排序的信元(因為有一部分相關的信元已經被超時丟棄了)，這樣就導致了惡性循環(huán)。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供一種交換網流量控制方法和裝置。一種交換網流量控制方法，該交換網包括交換節(jié)點，該交換節(jié)點包括上行線卡、下 行線卡以及連接上行線卡和下行線卡的交換結構，該方法包括下行線卡接收交換網數據；判斷所接收數據的緩存占用是否超過下門限值；在所接收數據的緩存占用超過下門限值時，發(fā)送流量控制信號給上行線卡，該流 量控制信號用于使上行線卡降低數據發(fā)送速率。一種線卡，用作輸出端，包括接收單元、判斷單元和處理單元；接收單元，用于接收交換網數據；判斷單元，用于判斷接收單元所接收數據的緩存占用是否超過下門限值；處理單元，用于在所接收數據的緩存占用超過下門限值時，發(fā)送流量控制信號給 輸入端線卡，該流量控制信號用于使輸入端線卡降低數據發(fā)送速率。一種路由器，包括上行線卡、下行線卡以及連接上行線卡與下行線卡的交換結構， 該下行線卡，用于接收交換網數據，判斷所接收數據的緩存占用是否超過下門限值，若是， 則發(fā)送流量控制信號給上行線卡，該流量控制信號用于使上行線卡降低數據發(fā)送速率。本發(fā)明實施例采用在下行線卡的緩存占用超過下門限值時，調整上行線卡的數據 發(fā)送速率的技術方案，可以將下行線卡的緩存占用控制在一定水平以下，從而避免下行線 卡向上級芯片發(fā)送反壓信號所導致的死鎖和惡性循環(huán)問題。


圖1是現有技術的交換結構示意圖；圖2是本發(fā)明提供的交換網流量控制方法的流程圖；圖3是本發(fā)明實施例一的交換結構示意圖；圖4是本發(fā)明實施例二的交換結構示意圖；圖5是本發(fā)明提供的線卡的邏輯結構示意圖；圖6是本發(fā)明提供的路由器的邏輯結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供一種交換網流量控制方法，采用在下行線卡的緩存占用超過下 門限值時，調整上行線卡的數據發(fā)送速率的技術方案，可以將下行線卡的緩存占用盡量控 制在一定水平以下，從而避免下行線卡向上級芯片發(fā)送反壓信號所導致的死鎖和惡性循環(huán) 問題。本發(fā)明實施例還提供相應的裝置。以下分別進行詳細說明。本發(fā)明實施例提供的交換網流量控制方法應用于包含交換節(jié)點的交換網中，特別 適用于交換節(jié)點為路由器的交換網中。該交換節(jié)點包括上行線卡、下行線卡以及連接上行 線卡和下行線的交換結構，該交換結構可以是單級的、背靠背或多級的。請參考圖1，單級交 換結構僅包括一級交換芯片，例如僅包括SE2，而不包括SEl和SE3 ；背靠背交換結構包括兩 級交換芯片，例如包括SEl和SE3，而不包括SE2 ；多級交換結構包括三級以上交換芯片，例如包括SE1、SE2和SE3。如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的交換網流量控制方法包括101、下行線卡接收交換網數據。上行線卡發(fā)送的交換網數據經過交換結構到達下行線卡，下行線卡將成功組包和 排序的數據信元轉發(fā)出去，將沒有成功組包的數據信元緩存起來。102、下行線卡判斷所接收數據的緩存占用是否超過下門限值。該下門限值可以根據下行線卡的緩存大小預先設置。103、在所接收數據的緩存占用超過下門限值時，下行線卡發(fā)送流量控制信號給上 行線卡，該流量控制信號用于使上行線卡降低數據發(fā)送速率。需要注意的是，流量控制信號由下行線卡發(fā)送給上行線卡，不經過交換結構的各 級芯片，不對交換結構的各級芯片產生影響。作為優(yōu)選方案，該方法還可包括104、下行線卡判斷所接收數據的緩存占用是否超過上門限值。該上門限值也是根據下行線卡的緩存大小預先設置的，在本實施例中，設置該上 門限值大于下門限值。105、在所接收數據的緩存占用超過上門限值時，下行線卡發(fā)送反壓信號給與下行 線卡連接的上級交換芯片，該反壓信號用于使上級交換芯片停止發(fā)送數據。需要注意的是，該反壓信號由下行線卡發(fā)送給與下行線卡直接連接的上級交換芯 片后，該與下行線卡直接連接的交換芯片會逐級向上發(fā)送反壓信號直至上行線卡，各級交 換芯片和上行線卡收到反壓信號后立即停止發(fā)送數據。采用上述方法，當下行線卡的緩存占用超過下門限值時，下行線卡發(fā)送流量控制 信號給上行線卡以使上行線卡降低數據發(fā)送速率，在極端情況下，可以將數據發(fā)送速率降 低為零，即上行線卡停止發(fā)送數據。容易理解，雖然上行線卡降低了數據發(fā)送速率甚至停止 了發(fā)送數據，但此時交換結構的各級交換芯片中還有數據在傳輸，因而下行線卡仍然可以 在一定時間內收到需要的數據來完成組包，避免了現有技術中緩存占用一旦超過門限值即 不能再收到數據而產生的死鎖問題以及進一步導致的惡性循環(huán)。上述方法的優(yōu)選方案中，還包括了在下行線卡的緩存占用超過上門限值時，發(fā)送 反壓信號給上級交換芯片，并逐級向上發(fā)送反壓信號，從而停止數據傳輸，以避免過多的緩 存占用或緩存溢出。實施例一、一種交換網流量控制方法本實施例中，交換網中傳輸的數據為單播數據。單播數據采用Pull調度方式，即 上行線卡的數據發(fā)送是由下行線卡的流量控制信號控制的。該流量控制信號具體包括發(fā) 送額度控制信號(Credit)或仲裁結果控制信號(Grant)。參見圖3所示，交換結構包括三級交換單元(芯片)SEUSE2和SE3以及上行線卡 接口(iFIC)和下行線卡接口(eFIC)?；趩尾祿腜ull調度特性，從交換單元SE3到 SE2、從SE2到SE1、SEl到上行線卡，采用現有技術的逐級反壓流量控制方法，但是，從下行 線卡到交換單元SE3的流量控制采用改進后的方法。下行線卡對緩存的單播數據占用設置兩種門限值，即下門限值和上門限值，其中 下門限值對應于流量控制信號，用于調整Credit或Grant ；上門限值對應于直接向其上級芯片的反壓信號。下行線卡根據緩存占用情況有規(guī)律的調整流量控制信號Credit或Grant，以達到 使上行線卡相應調整數據發(fā)送速率的目的?？梢栽谙滦芯€卡的緩存占用超過下門限值時， 將Credit或Grant降低到一定水平，從而使上行線卡的數據發(fā)送速率降低到一定水平。作為優(yōu)選方案，下門限值可以包括一組具體門限值，例如依次增大的三個數值A、 B、C，假定A、B、C分別為下行線卡緩存大小的65%，70%，75%。當下行線卡的緩存占用達 到A時，就將Credit或Grant降低至一定水平例如為初始值或某個設定數值的60% ；當下 行線卡的緩存占用達到B時，就將Credit或Grant降低至一定水平例如為初始值或某個 設定數值的30% ；當下行線卡的緩存占用達到C時，就將Credit或Grant降低至一定水平 例如直接降低為零。從而使上行線卡的數據發(fā)送速率依次降低到一定水平，例如初始值的 60%、30%，甚至是零。概括來講，上述優(yōu)選方案中，下門限值可以包括一組具體門限值，每 一具體門限值對應一個具體流量控制信號，該具體流量控制信號用于使上行線卡將數據發(fā) 送速率降低到一個具體值。當然，下行線卡的緩存占用在一定情況下仍然可能達到上門限值，此時，下行線卡 會立即向其上級交換芯片SE3發(fā)送反壓信號，SE3收到反壓信號立即停止發(fā)送單播數據到 下行線卡。同時SE3向SE2、SE2向SE1、SEl向上行線卡逐級發(fā)送反壓信號。本實施例的方法，通過合理配置兩種門限值，例如下門限值和上門限值分別設置 為下行線卡緩存大小的70%和90%，在單播數據緩存占用達到上門限值之前，下行線卡即 已調整了 Credit或Grant，發(fā)送了流量控制信號給上行線卡，使上行線卡降低了數據發(fā)送 速率，從而盡量將下行線卡的緩存占用控制在上門限值以下，進而避免死鎖和惡性循環(huán)問 題的產生。實施例二、一種交換網流量控制方法本發(fā)明實施例中，交換網中傳輸的數據為多播數據。單播數據采用Push調度方 式，即上行線卡的數據直接發(fā)送到交換結構中。參見圖4所示，交換結構包括三級交換單元(芯片)SEUSE2和SE3以及上行線卡 接口(iFIC)和下行線卡接口(eFIC)。基于多播數據的Push調度特性，從交換單元SE3到 SE2、從SE2到SE1、SEl到上行線卡，采用現有技術逐級反壓流量控制方法，但是，從下行線 卡到交換單元SE3的流量控制采用改進后的方法。下行線卡對緩存的多播數據占用設置兩種門限值，即下門限值和上門限值。作為 優(yōu)選，還可以設置未完成組包的報文個數門限值。報文個數門限值與系統(tǒng)中報文的平均大 小和下行線卡的緩存大小有關，可根據實際場景配置。當下行線卡的多播數據緩存占用達到了下門限值，則下行線卡向所有的上行線卡 發(fā)送反壓信號(流量控制信號)，以使上行線卡停止向下發(fā)送多播數據，即上行線卡的數據 發(fā)送速率為零。但此時，交換結構的多級芯片中可能還有多播數據在傳輸，因而下行線卡在 一定時間內還可以收到多播數據。作為優(yōu)選，當下行線卡的多播數據緩存中未完成組包的報文個數達到了報文個數 門限值，下行線卡也向所有上行線卡發(fā)送反壓信號，以使上行線卡停止向下發(fā)送多播數據。 同樣的，此時交換結構的多級芯片中可能還有多播數據在傳輸，因而下行線卡在一定時間 內還可以收到多播數據。
當然，下行線卡的緩存占用在一定情況下仍然可能達到上門限值，此時，下行線卡 會立即向其上級交換芯片SE3發(fā)送反壓信號，SE3則收到反壓信號立即停止發(fā)送多播數據 到下行線卡。同時SE3向SE2、SE2向SE1、SE1向上行線卡逐級發(fā)送反壓信號。本實施例的方法，通過合理配置上、下門限值和報文個數門限值，例如下門限值和 上門限值分別設置為下行線卡緩存大小的70%和90%，在多播數據緩存占用達到上門限 值之前，下行線卡即已發(fā)送了反壓信號給上行線卡，使上行線卡停止發(fā)送多播數據，從而盡 量將下行線卡的緩存占用控制在上門限值以下，進而避免死鎖和惡性循環(huán)問題的產生。實施例三、一種線卡本實施例提供一種線卡，用作輸出端，如圖5所示，包括接收單元201、判斷單元 202和處理單元203。其中，接收單元201用于接收交換網數據；判斷單元202用于判斷所 接收數據的緩存占用是否超過下門限值；處理單元203，用于在所接收數據的緩存占用超 過下門限值時，發(fā)送流量控制信號給上行線卡，該流量控制信號用于使上行線卡降低數據 發(fā)送速率。在一個優(yōu)選方案中，判斷單元202，還用于判斷所接收數據的緩存占用是否超過上 門限值；處理單元203，還用于在所接收數據的緩存占用超過上門限值時，發(fā)送反壓信號給 與線卡連接的上級交換芯片，該反壓信號用于使上級交換芯片停止發(fā)送數據。采用本實施例提供的線卡作為路由器的下行線卡，將該路由器用于交換網中，可 以避免產生死鎖和惡性循環(huán)問題。實施例四、一種路由器本實施例提供一種路由器，如圖6所示，包括上行線卡301、下行線卡302、和連接 上行線卡與下行線卡的交換結構303。其中下行線卡302，用于接收交換網數據，判斷所接 收數據的緩存占用是否超過下門限值，若是，則發(fā)送流量控制信號給上行線卡301，該流量 控制信號用于使得上行線卡降低數據發(fā)送速率。在一個優(yōu)選方案中，交換結構303包括一級以上交換芯片；下行線卡302，還用于 判斷所接收數據的緩存占用是否超過上門限值，若是，則發(fā)送反壓信號給與下行線卡302 連接的上級交換芯片，該反壓信號用于使上級交換芯片停止發(fā)送數據。采用本實施例提供的路由器用于交換網中，可以避免產生死鎖和惡性循環(huán)問題。本發(fā)明實施例的交換網流量控制方法，采用在下行線卡的緩存占用超過下門限值 時，發(fā)送流量控制信號給上行線卡使其降低數據發(fā)送速率；在下行線卡的緩存占用超過上 門限值時，發(fā)送反壓信號給上級交換芯片使其停止發(fā)送數據；其中上門限值大于下門限值 的技術方案，可以將下行線卡的緩存占用盡量控制在一定水平以下，從而避免下行線卡向 上級芯片發(fā)送反壓信號所導致的死鎖和惡性循環(huán)問題。對于單播流量，下行線卡可以根據緩存占用情況首先調整流量控制信號Credit 或Grant，減少或停止上行線卡發(fā)送的數據，盡量消除下行線卡向上級芯片的反壓。對于多播流量，下行線卡根據緩存占用情況和當前的未完成組包的報文數量使上 行線卡停止發(fā)送數據，盡量消除下行線卡向上級芯片的反壓。本發(fā)明實施例的交換網流量控制方法，在傳統(tǒng)的反壓流控方法基礎上，通過增設 門限值，在上行線卡上實施截流，避免交換數據單元的擁塞，保證了端到端的時延。以上對本發(fā)明實施例所提供的一種交換網流量控制方法、線卡和路由器進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說 明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據 本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不 應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
一種交換網流量控制方法，該交換網包括交換節(jié)點，所述交換節(jié)點包括上行線卡、下行線卡以及連接所述上行線卡和下行線卡的交換結構，其特征在于，該方法包括所述下行線卡接收交換網數據；判斷所接收數據的緩存占用是否超過下門限值；在所接收數據的緩存占用超過所述下門限值時，發(fā)送流量控制信號給所述上行線卡，所述流量控制信號用于使所述上行線卡降低數據發(fā)送速率。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述交換結構包括一級以上交換芯片，所 述方法還包括判斷所接收數據的緩存占用是否超過上門限值，所述上門限值大于所述下門限值；在所接收數據的緩存占用超過所述上門限值時，發(fā)送反壓信號給與所述下行線卡連接 的上級交換芯片，所述反壓信號用于使所述上級交換芯片停止發(fā)送數據。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述交換網數據為單播數據，所述流 量控制信號包括發(fā)送額度控制信號和仲裁結果控制信號。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述下門限值包括一組具體門限值，每一 具體門限值對應一個具體流量控制信號，所述具體流量控制信號用于使所述上行線卡將數 據發(fā)送速率降低到一個具體值。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述交換網數據為多播數據，所述流 量控制信號具體為反壓信號。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述上行線卡降低數據發(fā)送速率具體為 所述上行線卡將數據發(fā)送速率降低為零。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括判斷緩存中未完成組包的報文個數是否超過報文個數門限值，若是，則發(fā)送反壓信號 給所述上行線卡，所述反壓信號用于使所述上行線卡停止發(fā)送數據。
8.一種線卡，用作輸出端，其特征在于包括接收單元、判斷單元和處理單元；所述接收單元，用于接收交換網數據；所述判斷單元，用于判斷所述接收單元所接收數據的緩存占用是否超過下門限值；所述處理單元，用于在所接收數據的緩存占用超過所述下門限值時，發(fā)送流量控制信 號給輸入端線卡，所述流量控制信號用于使所述輸入端線卡降低數據發(fā)送速率。
9.根據權利要求8所述的線卡，其特征在于所述判斷單元，還用于判斷所接收數據的緩存占用是否超過上門限值；所述處理單元，還用于在所接收數據的緩存占用超過所述上門限值時，發(fā)送反壓信號 給與所述線卡連接的上級交換芯片，所述反壓信號用于使所述上級交換芯片停止發(fā)送數 據。
10.一種路由器，包括上行線卡、下行線卡以及連接所述上行線卡與下行線卡的交換結 構，其特征在于所述下行線卡，用于接收交換網數據，判斷所接收數據的緩存占用是否超過下門限值， 若是，則發(fā)送流量控制信號給上行線卡，所述流量控制信號用于使所述上行線卡降低數據 發(fā)送速率。
11.根據權利要求10所述的路由器，其特征在于所述交換結構包括一級以上交換芯片；所述下行線卡，還用于判斷所接收數據的緩存占用是否超過上門限值，若是，則發(fā)送反 壓信號給與所述下行線卡連接的上級交換芯片，所述反壓信號用于使所述上級交換芯片停 止發(fā)送數據。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種交換網流量控制方法，包括下行線卡接收交換網數據并判斷所接收數據的緩存占用分別與下門限值和上門限值的大小關系，其中上門限值大于下門限值，在緩存占用大于下門限值時，發(fā)送流量控制信號給上行線卡，該流量控制信號用于使上行線卡降低數據發(fā)送速率；在緩存占用大于上門限值時，發(fā)送反壓信號給與下行線卡連接的上級交換芯片，以使上級交換芯片停止發(fā)送數據。本發(fā)明實施例還提供相應的裝置，包括線卡和路由器。本發(fā)明技術方案在下行線卡的緩存占用超過下門限值時，調整上行線卡的數據發(fā)送速率，可以將下行線卡的緩存占用盡量控制在一定水平以下，從而避免下行線卡向上級芯片發(fā)送反壓信號所導致的死鎖和惡性循環(huán)問題。
文檔編號H04L12/56GK101984594SQ20101052738
公開日2011年3月9日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權日2010年10月25日
發(fā)明者夏洪淼, 孫團會, 宋健, 拉米·茨卡里埃, 曹愛娟, 熊禮霞 申請人:華為技術有限公司