基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法和裝置的製作方法

2023-09-15 04:11:00 1

專利名稱：：基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法和裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種緩沖區管理的方法，特別是涉及一種基於傳輸網的乙太網(EOS,EthernetoverSDH)設備共享緩沖區管理方法。技術背景網絡通信領域的主導技術有兩種用於區域網中的乙太網(Ethernet)和用於廣域網中的同步數字體系(SDH,SynchronousDigitalHierarchy)，這兩種網絡技術之間存在傳輸速率等差異，SDH網絡並不能夠實現對乙太網的直接支持。然而，隨著廣域網數據業務的迅速發展，廣域網承載無連接的IP數據業務的需求正在不斷增長。例如，利用現有的SDH設備，建立一個可承載IP數據業務和視頻業務等多種業務的網絡平臺(MSTP,Multi-ServiceTransportPlatform),已成為全世界範圍內討論的熱點問題。該平臺能夠提供IP數據業務的傳輸功能，既可方便地在SDH設備上實現IP數據業務的傳輸，又利用了原有的SDH設備投資，而且在維護方式上有很好的繼承性。所以，通過現有的SDH傳輸網絡來承載IP數據業務十分有必要。EOS技術將乙太網數據幀裝載到SDH虛容器中經由光纖進行傳輸，由此實現SDH設備上的IP數據業務，該技術能夠結合這兩種網絡技術的優勢，將SDH的高可靠性和乙太網技術的成熟性及方便使用等優勢發揮出來。SDH與乙太網的傳輸速率不同，而且乙太網的數據具有突發性，一般一個速率為100Mbit/s的乙太網設備埠所傳輸的數據平均速率一般不到20Mbit/s，說明乙太網設備埠大部分時間空閒，只有少量時間傳輸大量數據，所以基於傳輸網的乙太網設備、即EOS設備必須有一個緩衝區來緩存突發的乙太網數據，實現二者傳輸的匹配，該EOS設備緩沖區一般為多個埠或應用程式所共享，所以稱為共享緩衝區。EOS設備應用範圍十分廣，在城域網接入層和匯聚層都廣泛使用，一般EOS設備共享緩衝區管理方法很難滿足不同應用場合，比如IP數據報文業務、實時多々某體信息傳輸業務、-現頻業務等業務的需求，因為這些業務所傳輸的數據才艮文長度、速率均有很大差異。共享緩衝區管理中一個重要的指標是共享緩衝區各個埠所能夠容納數據報文的設置量，由於突發是數據業務的基本特性之一，所以這個指標的設置是難以滿足要求的。一般說來，由於EOS設備對於超過某個埠共享緩衝區容納數據報文的設置值後，到達該埠的數據報文，往往採取丟棄的處理方式，所以，為埠分配較小的共享緩沖區能夠容納的數據報文數量設置值則該埠容易丟包，為埠分配較大的共享緩衝區能夠容納數據報文的設置值，則會造成該埠佔用大量的設備共享緩沖區，造成資源的浪費，導致共享緩衝區利用效率低和數據交換性能下降等問題，另外，設備的共享緩衝區資源有限，如果較多埠都分配了較大的能夠容納數據報文數量的設置值，如果這些埠同時到達較長的數據報文，就會造成EOS設備共享緩衝區空間不夠，這樣會產生系統出錯的危險。現有技術對於該指標的設置，一般採取依靠經驗或者依靠對大量統計數據的分析的方式，難以滿足EOS設備傳輸數據報文動態變化的需求，造成網絡傳輸可靠性的下降，或者浪費共享緩衝區資源，或者造成數據交換性能的下降。
發明內容有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，實現對共享緩衝區容納的數據報文的設置值的動態調整。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，包括以下步驟採集設定時間長度內各個埠傳輸數據報文的長度和數量；確定所述時間長度內各個埠傳輸數據報文的平均長度，按照所述設備為相應埠預設的共享緩衝區大小，得到相應埠的共享緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值；和根據獲取的所述時間長度內數據報文平均長度和緩沖區能夠容納數據報文數量的平均值，調整各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的設置值。其中，採集設定時間長度內各個埠傳輸數據才艮文的長度和數量的步驟之前進一步包括設置基於傳輸網的乙太網設備各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的初始值。上述各個埠共享緩沖區能夠容納報文數量的初始值是依據各埠按照平均分配原則能夠分到的共享緩衝區大小除以數據報文的平均長度得到的。在上述設置埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量初始值的步驟之前進一步包括，將所述乙太網設備各埠共享緩衝區劃分為緩沖塊，且所述數據報文的長度由該數據報文佔用的緩衝塊表示。其中，緩衝塊大小為256位元組。上述方法之後還可以進一步包括步驟以設定時間長度為周期，執行方法中的各步驟。本發明的基於傳輸網的乙太網設備共享緩沖區管理方法中，調整各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的設置值的方法為調整每個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的設置值等於獲取的預定時間段內緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值。本發明的基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法中，對於所述基於傳輸網的乙太網設備埠的共享緩衝區的管理，是按照入埠和出埠分別進行的。本發明的基於傳輸網的乙太網設備共享緩沖區管理方法中，為埠預設的共享緩沖區大小，為將基於傳輸網的乙太網設備的全部共享緩沖區大小除以該設備的埠lt目。一種基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理裝置，所述裝置包括信號採集單元、分析處理單元和共享緩衝區管理單元，其中，所述信號採集單元用於採集基於傳輸網的乙太網設備各埠傳輸的數據報文的長度和數量信息，將該信息發送給分析處理單元進行分析處理；所述分析處理單元用於分析得到該埠的共享緩衝區能夠容納報文數量的平均值；所述共享緩衝區管理單元用於根據分析得到各埠的共享緩沖區能夠容納報文數量的平均值調整相應埠的共享緩衝區能夠容納數據報文的設置值。本發明的基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，根據採集的EOS設備傳輸數據報文的信息，對共享緩衝區能夠容納的數據報文的設置值進行動態調整，能夠提高共享緩衝區的利用率，從而降低EOS設備的丟包率，提高EOS設備進行數據交換的可靠性，也能夠節省共享緩沖區資源，提高數據交換性能，更有效地實現資源共享等目的。圖1為本發明中EOS設備共享緩衝區管理方法的流程圖；圖2為本發明中EOS設備共享緩沖區管理方法的原理示意圖。具體實施方式下面結合附圖及具體實施例對本發明再作進一步詳細的說明。如圖l所示，本發明中的EOS設備共享緩衝區管理方法，分為採集埠傳輸數據報文信息的步驟、對採集到的信息進行分析處理的步驟和根據分析結果調整EOS設備共享緩衝區的步驟。採集埠傳輸數據報文信息的步驟包括EOS設備採集設定時間長度內各個埠傳輸數據報文的長度和數量。對採集到的信息進行分析處理的步驟包括根據採集到的數據報文信息，EOS設備分析確定所述時間長度內各個埠傳輸數據報文的平均長度，該平均長度是根據所有數據報文的總長度除以數據報文的數量計算得來的，按照所述EOS設備預設給相應埠的共享緩衝區大小，得到相應埠的共享緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值。根據分析結果調整設備共享緩沖區的步驟包括EOS設備根據所確定的所述時間長度內數據報文平均長度和緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值，調整各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的設置值。在初始階段，可包括初始化設備共享緩衝區的步驟設置EOS設備各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的初始值，EOS設備根據該初始值進行共享緩衝區管理。這個初始值可以由人工設定，也可以由EOS設備根據實際應用自行設定。為了實現上述的EOS設備共享緩衝區管理方法，本發明採用圖2所示的EOS設備共享緩衝區管理裝置，該裝置包括信號採集單元、分析處理單元和共享緩沖區管理單元，其中信號採集單元用於採集EOS設備各埠傳輸的數據報文的長度和數量信息，將該信息發送給分析處理單元進行分析處理；分析處理單元分析用於得到該埠的共享緩衝區能夠容納報文數量的平均值；共享緩衝區管理單元用於調整EOS設備各埠的共享緩沖區能夠容納數據報文的設置值。EOS設備共享緩沖區管理裝置中，所述信號採集單元、分析處理單元和共享緩衝區管理單元可以使用硬體電路實現。作為本發明的優選實現方案，EOS設備共享緩沖區管理方法的各個步驟為初始化設備共享緩衝區的步驟包括將EOS設備的各個埠共享緩衝區分為預定大小的緩沖塊，例如將一個緩衝塊的大小設置為256位元組，然後根據乙太網數據報文的平均長度確定需要佔據的緩沖塊數量，設置EOS設備各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的初始值，這個初始值的設置可以等於每個埠按照平均分配的方式分配到的共享緩衝區大小除以數據報文的平均長度，該平均長度為該類數據報文的平均長度，根據不同業務類型而不同，也可以僅依靠經驗設置。採集埠傳輸數據報文信息的步驟包括採集一個預定時間段內各埠傳輸的數據報文的長度和數量信息，按照數據報文能夠佔據緩衝塊的多少分級別記錄數據報文的數量。對採集到的信息進行分析處理的步驟包括根據採集到的數據報文信息，確定各埠的收發數據報文所佔用緩衝塊的數量的平均值，根據相應埠共享緩衝區所能夠平均分配到的數據塊數量，除以該埠傳輸的數據報文所佔用緩衝塊數量的平均值，獲得該埠共享緩沖區所能夠容納數據報文的平均值。根據分析結果調整設備共享緩衝區的步驟包括調整EOS設備各埠共享緩沖區能夠容納數據報文的設置值等於分析得到的各埠共享緩衝區能夠容納數據報文的平均值。為了使得本發明能夠通過採集EOS設備傳輸數據報文的信息，對共享緩衝區能夠容納的數據報文進行動態調整。本發明的EOS設備共享緩衝區管理方法，還可以包括步驟根據分析結果調整設備共享緩沖區的步驟之後，循環執行採集埠傳輸數據報文信息的步驟、對採集到的信息進行分析處理的步驟和根據分析結果調整EOS設備共享緩衝區的步驟，以不斷動態調整共享緩衝區能夠容納的數據報文設置值。本發明的EOS設備共享緩沖區管理方法的一個實施例為初始化設備共享緩衝區的步驟包括本實施例只考慮EOS設備的出口共享緩衝區的設置，實際情況中，當然也可以對入埠共享緩衝區進行設置。一個EOS設備有2M出口共享緩沖區，該共享緩衝區以256位元組為一個緩衝塊的方式進行劃分，由此出口共享緩沖區被劃分成8192個緩衝塊，如果該EOS設備共有32個出埠，則每個出埠能夠分配341個緩衝塊。在支持巨型幀(jumboframes)功能的情況下，乙太網數據報文長度在64至9600位元組之間，直接對最小和最大報文長度取平均值，其平均長度為4832位元組，由此，一個平均長度的數據報文佔用4832/256=19個緩衝塊。按照平均數據報文佔用緩衝塊數量值和各埠的緩沖塊數量值，設置各個出埠的共享緩衝區能夠容納數據報文的初始值就是341/19=18。初始情況下，各埠的共享緩衝區中緩沖隊列只能緩存18個數據"fe文。此配置對於短數據報文長度的業務來說，共享緩衝區能夠容納的數據報文數顯然太少了，此時共享緩沖區的利用效率十分低，例如實際每個數據報文長度都小於或等於256個字節的情況下，該共享緩沖區實際上只能利用其中的32x18x256=147k字節，另外，有可能會造成大量的數據報文都無法進入緩衝隊列的情形，報文丟失的情況嚴重。採集埠傳輸數據報文信息的步驟包括採集預定時間的各埠的數據報文的信息之後，所述預定時間可以根據要求自由選擇，這裡設置為15分鐘。本實施例獲取EOS設備某埠傳輸數據報文按照64位元組以下、65-128位元組、129-256位元組、257-512位元組、513-1024位元組、1025-1518位元組、Oversize(大於1518)幾種長度的數據報文統計信息如表1所示表1tableseeoriginaldocumentpage10對採集到的信息進行分析處理的步驟包括:設定長度為64位元組、65-128位元組、129-256位元組的數據報文佔用1個緩沖塊，長度257-512位元組的數據報文佔用2個緩衝塊，長度為513-1024位元組的數據報文佔用4個緩沖塊，長度為1025-1518位元組的數據報文佔用6個緩衝塊、Oversize報文佔用25個緩衝塊。根據採集到的該埠傳輸的數據報文數據，算出該埠平均每個報文佔用的緩衝塊數目為(lx50000+1x100000+1x150000+2x100000+4x200000+6x250000+25x50000)/(50000+100000+150000+100000+200000+250000+50000)=4.5個。由於平均分配共享緩衝區的情況下，該埠佔用出口共享緩衝區大小為341個緩衝塊，這種情況下該出埠共享緩衝區可以容納數據報文的平均值為341/4.5=75個。根據分析結果調整設備共享緩衝區的步驟包括根據分析得到的該埠的共享緩衝區能夠容納的數據報文的平均值設置該埠的共享緩衝區能夠容納數據報文的設置值，這個設置值的設置規律可以有多種方式，例如設置該值等於能夠容納數據報文的平均值，或者設置該值略大於能夠容納數據報文的平均值，或者通過一定的函數關係確定該設置值，本實施例中設置二者相等，也就是說，設置該埠所能夠容納的數據報文數量為75，採用同樣的方法，也可以設置其它埠能夠容納的數據報文數量。為了能夠對共享緩衝區能夠容納的數據報文進行動態調整，按照15分鐘為一個周期，重複執行採集埠收發數據報文信息的步驟、對採集到的信息進行分析處理的步驟和根據分析結果調整設備共享緩衝區的步驟。如圖2所示，一般說來，網絡設備的入埠共享緩衝區和出埠共享緩衝區是分開設置和管理的，所以圖2中對於共享緩沖區的管理是分成兩個部分分別進行的，分別採集各入埠和出埠傳輸的數據報文的信息，對採集到的信息進行分析處理，然後分別調整各入埠和出埠的共享緩衝區能夠容納數據報文的設置值。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用來限定本發明的保護範圍。本領域內技術人員應該能夠聯想到，將緩沖塊大小設置為其它值，不同時間長度的循環周期，利用分析得到的前一時間段內某埠所能夠容納數據報文的平均值採用不同的關係式得到該埠能夠容納數據報文的設置值，都應該屬於本發明的保護範圍。權利要求1、一種基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟A、採集設定時間長度內各個埠傳輸數據報文的長度和數量；B、確定所述時間長度內各個埠傳輸數據報文的平均長度，按照所述設備為相應埠預設的共享緩衝區大小，得到相應埠的共享緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值；C、根據獲取的所述時間長度內數據報文平均長度和緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值，調整各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的設置值。2、根據權利要求1所述的基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，其特徵在於，所述步驟A之前進一步包括設置基於傳輸網的乙太網設備各個埠共享緩沖區能夠容納數據報文數量的初始值。3、根據權利要求2所述的基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，其特徵在於，所述各個埠共享緩衝區能夠容納報文數量的初始值是依據各埠按照平均分配原則能夠分到的共享緩衝區大小除以數據報文的平均長度得到的。4、根據權利要求2所述的基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，其特徵在於，所述設置埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量初始值的步驟之前進一步包括，將所述乙太網設備各埠共享緩衝區劃分為緩衝塊，且步驟A中所述數據報文的長度由該數據報文佔用的緩衝塊表示。5、根據權利要求4所述的基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，其特徵在於，所述緩沖塊大小為256位元組。6、根據權利要求1所述的基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，其特徵在於，所述步驟C之後，還進一步包括以設定時間長度為周期，重複執行所述步驟A至所述步驟C。7、根據權利要求1所述的基於傳輸網的乙太網設備共享緩衝區管理方法，其特徵在於，步驟C中所述調整各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的設置值的方法為調整每個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的設置值等於獲取的預定時間段內緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值。8、根據權利要求1所述的基於傳輸網的乙太網設備共享緩沖區管理方法，其特徵在於，所述步驟A是對所述基於傳輸網的乙太網設備的入埠和出埠分別進行的。9、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述為埠預設的共享緩沖區大小，為將基於傳輸網的乙太網設備的全部共享緩沖區大小除以該設備的埠數目。10、一種基於傳輸網的乙太網設備共享緩沖區管理裝置，其特徵在於，所述裝置包括信號採集單元、分析處理單元和共享緩沖區管理單元，其中，所述信號釆集單元用於採集基於傳輸網的乙太網設備各埠傳輸的數據報文的長度和數量信息，將該信息發送給分析處理單元進行分析處理；所述分析處理單元用於分析得到該埠的共享緩衝區能夠容納報文數量的平均值；所述共享緩衝區管理單元用於根據分析得到各埠的共享緩沖區能夠容納報文數量的平均值調整相應埠的共享緩沖區能夠容納數據報文的設置值。全文摘要本發明涉及一種EOS設備共享緩衝區管理方法和裝置，該方法包括採集設定時間長度內各個埠傳輸數據報文的長度和數量；確定所述時間長度內各個埠傳輸數據報文的平均長度，按照所述設備分配給相應埠的共享緩衝區大小，得到相應埠的共享緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值；根據獲取的所述時間長度內數據報文平均長度和緩衝區能夠容納數據報文數量的平均值，調整各個埠共享緩衝區能夠容納數據報文數量的設置值。通過採集EOS設備傳輸數據報文的信息，對共享緩衝區能夠容納的數據報文的設置值進行調整，能夠提高共享緩衝區的利用率，提高EOS設備進行數據交換的可靠性。文檔編號H04L12/54GK101330433SQ20071011127公開日2008年12月24日申請日期2007年6月20日優先權日2007年6月20日發明者莫裕超申請人:中興通訊股份有限公司