一種城域網傳輸設備的流量控制方法

2023-05-15 03:39:21

專利名稱：一種城域網傳輸設備的流量控制方法
技術領域：
本發明涉及數據傳輸領域，具體地說，涉及城域網傳輸設備的流量控制方法。
背景技術：
在基於同步數字體系(SDH)的城域網設備中，用戶的數據要映射到SDH上進行傳輸，當對端設備發送的數據量超過本端設備的處理能力時，就會發生擁塞，則需要進行流量控制。
目前，城域網傳輸設備中，流量控制大都是採用IEEE標準中所定義的基於數據傳輸埠的乙太網流控機制。當數據傳輸埠緩衝區數據超過規定的高限閾值時，數據傳輸埠向對端設備發送標準的802.3x流控幀，對端設備依據流控幀攜帶的流控時間決定是否結束流控狀態。流控時間結束後，又可以發送數據。
802.3x標準的流量控制是IEEE標準的協議，協議成熟，易於實現，但由於該標準的流量控制依據流控幀攜帶的流量控制時間來判斷是否結束流量控制狀態，因此實時性差。另一方面，802.3x標準的流量控制是基於乙太網數據傳輸埠的流量控制，對於乙太網城域傳輸設備中傳輸單板、映射通道的流量控制無法實現，隨著城域網傳輸單板和邏輯子通道數的增加，單板或邏輯子通道發生擁塞的機率也增加，在單板或邏輯子通道發生擁塞時，數據傳輸埠不會暫停向單板和邏輯子通道發送數據，從而造成單板或映射通道崩潰，無法滿足複雜的乙太網城域傳輸設備的流量控制業務需求。

發明內容
本發明提供一種城域網傳輸設備流量控制的方法，以在傳統的乙太網數據傳輸埠流量控制的基礎上，擴展實現板級和邏輯子通道級的流量控制，使乙太網城域傳輸設備的流量控制更加完善。
本發明通過以下具體方案實現一種城域網傳輸設備的流量控制方法，其特徵在於包括以下步驟判斷接收端傳輸設備的數據傳輸埠是否發生擁塞，如果是，則由報文轉發模塊向發送端傳輸設備反饋乙太網流控幀，發送端傳輸設備接收到乙太網流控幀後，暫停發送報文；判斷數據傳輸埠擁塞是否結束，如果是，則發送端傳輸設備繼續發送報文，否則由接收端報文轉發模塊繼續向發送端傳輸設備反饋乙太網流控幀，形成數據傳輸埠流量控制；判斷數據傳輸埠的單板是否發生擁塞，如果是，則由單板映射模塊向報文轉發模塊反饋板級流控幀，報文轉發模塊接收到該板級流控幀後，暫停向單板發送報文；判斷數據傳輸埠的單板擁塞是否結束，如果是，則報文轉發模塊繼續向單板發送報文，否則由單板映射模塊繼續向報文轉發模塊反饋板級流控幀，形成單板流量控制；判斷單板的邏輯子通道是否發生擁塞，如果是，則由邏輯子通道映射模塊將邏輯子通道級流控幀經單板映射模塊轉發至報文轉發模塊，報文轉發模塊接收到該邏輯子通道級流控幀後，暫停向邏輯子通道發送報文；判斷單板的邏輯子通道擁塞是否結束，如果是，則報文轉發模塊繼續向邏輯子通道發送報文，否則由邏輯子通道映射模塊繼續向報文轉發模塊反饋邏輯子通道級流控幀，形成邏輯子通道流量控制。
其中，所述判斷接收端傳輸設備的數據傳輸埠是否發生擁塞包括判斷數據傳輸埠緩衝區的報文數是否超過預定的高限閾值；所述判斷數據傳輸埠擁塞是否結束包括由報文轉發模塊判斷數據傳輸埠緩衝區的報文數是否低於預定的低限閾值，或者由發送端傳輸設備判斷乙太網流控幀中的流量控制時間是否結束；所述乙太網流控幀由報文轉發模塊接收到數據傳輸埠緩衝區產生的反壓信號後生成。
其次，所述判斷數據傳輸埠的單板是否發生擁塞包括判斷單板緩衝區的報文數是否超過預定的高限閾值；所述判斷數據傳輸埠的單板擁塞是否結束包括判斷單板緩衝區的報文數是否低於預定的低限閾值；所述板級流控幀由單板映射模塊接收到單板緩衝區產生的反壓信號後生成。
另，所述判斷單板的邏輯子通道是否發生擁塞包括判斷邏輯子通道緩衝區的報文數是否超過預定的高限閾值；所述判斷單板的邏輯子通道擁塞是否結束包括判斷邏輯子通道緩衝區的報文數是否低於預定的低限閾值。
所述邏輯子通道映射模塊將邏輯子通道級流控幀經單板映射模塊轉發至報文轉發模塊包括邏輯子通道緩衝區產生反壓信號，邏輯子通道映射模塊接收該反壓信號生成邏輯子通道級流控幀，並經單板映射模塊透傳至報文轉發模塊；所述邏輯子通道映射模塊將邏輯子通道級流控幀經單板映射模塊轉發至報文轉發模塊還可包括邏輯子通道緩衝區產生反壓信號，邏輯子通道映射模塊接收該反壓信號生成邏輯子通道級流控幀，單板映射模塊將邏輯子通道級流控幀與板極流控幀合併為板級流控幀，將合併後的板極流控幀反饋至報文轉發模塊。
較佳地，所述的板級流控幀或邏輯子通道級流控幀為攜帶流量控制信息的正常數據報文，或者為攜帶流量控制信息的空幀。
較佳地，設置所述的板級流控幀或邏輯子通道級流控幀攜帶所有單板的流量控制信息。
較佳地，設置所述板級流控幀至少依次包含幀頭、單板號、邏輯子通道號、流量控制信息標誌、淨荷以及幀尾，其中，流量控制信息至少包含15比特單板擁塞信息標誌以及1比特幀類型標誌，單板號為4比特，所述邏輯子通道號為8比特。
較佳地，設置所述邏輯子通道級流控幀至少依次包含幀頭、單板號、邏輯子通道號、流量控制信息、淨荷以及幀尾，其中，流量控制信息至少包含14比特單板擁塞信息標誌、1比特當前通道擁塞信息標誌以及1比特幀類型標誌，單板號為4比特，所述邏輯子通道號為8比特。
本發明利用硬體的反壓機制和自定義流控幀相結合的方法，通過採用正常數據報文攜帶流量控制信息或者構建攜帶流量控制信息的空幀的方式，在單板和邏輯子通道進行流量控制，擴展實現了城域網傳輸設備的流量控制策略，使城域網的流量控制策略更加完善，滿足了複雜的乙太網城域傳輸設備的流量控制業務需求，並具有硬體電路簡單、軟體流量控制靈活、易於升級等諸多優點，與單純的硬體實現相比可以極大的降低成本，提高了設備的可維護性，擁塞控制實時性更好。


圖1為本發明的總體技術方案示意圖；圖2為802.3x流控幀格式；圖3為流量控制操作發送狀態示意圖；圖4為板極流量控制示意圖；圖5a為數據傳輸埠接收的報文格式，圖5b為報文轉發模塊進行查錶轉發的報文格式，圖5c為板極流控幀格式；圖6為邏輯子通道流量控制示意圖；圖7為邏輯子通道流控幀格式。
具體實施例方式
本發明根據城域網傳輸設備的特點，提出基於「數據傳輸埠級流量控制+板級流量控制+通道級流量控制」的流量控制方法。
參見圖1本發明總體技術方案示意圖。圖中，粗實線為表示數據流的傳輸，細實線表示流控幀的傳輸。通常，一個數據傳輸埠下連有多個單板，一個單板上有多個邏輯子通道。
在城域網傳輸設備中，來自FE/GE(電口/光口)數據傳輸埠的報文轉發到邏輯子通道需經過以下過程首先，報文轉發模塊40將接收到的報文緩存於數據傳輸埠緩存區41中，並根據查表結果，在報文中增加單板號、通道號信息，再將數據報文轉發到單板映射模塊42；接著，單板映射模塊42將來自報文轉發模塊40的報文緩存於單板緩存區43中，再轉發報文到相應的傳輸單板，完成基於板號的報文轉發；最後，邏輯子通道映射模塊44將來自單板的報文緩存於邏輯子通道緩存區45中，再轉發報文到相應的邏輯子通道，完成基於邏輯子通道號的報文轉發。
當數據傳輸埠發送報文的流量超過報文轉發模塊40的處理時，導致數據傳輸埠緩衝區41中的當前報文數超過預定的高限閾值，數據傳輸埠緩衝區41產生反壓信號值為1的XON/OFF信號，報文轉發模塊40檢測到該反壓信號，產生一個標準的802.3x流控幀發送到當前的數據傳輸埠，數據傳輸埠將該流控幀發送到對端設備，對端設備接收到802.3x流控幀後暫停向本端設備發送數據報文，而本端設備收到對端發來的流控幀時也暫停向對端發送數據報文，以進行流量控制，防止擁塞發生，形成基於數據傳輸埠的流量控制。
參見圖2所示，上述802.3x流控幀格式包括MAC目的地址、MAC源地址、類型域、Opcode、流量控制時間和報文長度，其中，MAC目的地址固定為0180c2000001，MAC源地址在接收時不關心，發送時設置為000000000000，類型域固定為0x0001，流量控制時間可由用戶自己設置。
參見圖3所示，圖3為流量控制操作發送狀態示意圖。當對端設備接收到802.3x流控幀時，對端設備從非流量控制狀態變為流量控制狀態，依據802.3x流控幀中的流量控制時間，判斷是否應結束流量控制狀態，若流量控制時間結束，則發送數據報文，若流量控制時間未結束，則發送控制幀。接收流控幀操作不影響當前數據報文的發送，以保證在流量控制處理過程中沒有數據報文丟失。
當報文轉發到單板映射模塊42後，如果單板緩衝區43中當前報文數超過預定的閾值，單板緩衝區產生硬體反壓信號XON/OFF，單板映射模塊42產生板級流控幀，該流控幀反饋給報文轉發模塊40，報文轉發模塊40接收到該板級流控幀，停止向該傳輸單板發送報文，當單板緩衝區43中的報文低於規定的低限閾值時，或者，乙太網流控幀中的流控時間結束時，單板緩衝區43產生反壓信號值為0的XON/OFF信號，該信號送至單板映射模塊42，停止執行流量控制，形成基於板級的流量控制。同時，若數據傳輸埠緩衝區41產生反壓信號，使得報文轉發模塊向對端設備發送802.3x流控幀，形成數據傳輸埠流量控制，從而實現了「數據傳輸埠級流量控制+板級流量控制」。
當報文轉發到邏輯子通道映射模塊44，如果邏輯子通道緩衝區45中基於當前報文數超過預定的閾值，邏輯子通道緩衝區45產生反壓信號XON/OFF，邏輯子通道映射模塊44接收到該反壓信號後產生通道級流控幀，該通道級流控幀反饋給單板映射模塊42，單板映射模塊42再透傳到報文轉發模塊40，報文轉發模塊40接收到該通道流控幀後停止發送報文，當邏輯子通道緩衝區45中的報文低於規定的低限閾值時，邏輯子通道緩衝區45產生反壓信號值為0的XON/OFF信號，該信號送至邏輯子通道映射模塊44，停止執行流量控制，形成通道級流量控制。同時，若數據傳輸埠緩衝區產生反壓信號，使得報文轉發模塊向對端設備發送802.3x流控幀，形成數據傳輸埠流量控制，從而實現了「數據傳輸埠級流量控制+通道級流量控制」。進一步地，如果單板緩衝區產生反壓信號，使得單板映射模塊42產生板極流控幀，單板映射模塊將板極流控幀和邏輯子通道級流控幀合併，再向報文轉發模塊40發送合併後的板極流控幀，形成板極流量控制，從而實現了「數據傳輸埠級流量控制+板級流量控制+通道級流量控制」的流量控制。
下面進一步結合板極流控幀和邏輯子通道級流控幀，詳細說明板極流量控制和通道級流量控制的實現方法。
同時參見圖1、圖4所示，圖4中粗實線表示數據流的傳輸，細實線表示流控幀的傳輸。報文轉發模塊40接收到來自FE/GE數據傳輸埠的報文，根據當前傳輸業務的要求，按照數據傳輸埠、用戶、VLAN或者報文本身進行轉發。其中，數據傳輸埠報文格式如圖5a所示，由幀頭(SOF)、淨荷(PAYLOAD)、幀尾(EOF)組成。為了使報文順利地轉發到相應的邏輯子通道中，把查表獲得的板號、通道號插入在報文中，形成查錶轉發報文，該報文轉發到下一級。查錶轉發報文如圖5b所示，該報文在數據傳輸埠報文基礎上，在幀頭和淨荷之間進一步包括4比特的板號、8比特的通道號以及16比特的保留字(Rev)。當發送到單板緩衝區43中報文數超過預定的閾值時，發生擁塞，產生反壓信號XON/OFF，單板映射模塊產生板極流控幀反饋至報文轉發模塊40，板極流控幀如圖5c所示，該幀結構在查錶轉發報文的基礎上，將查錶轉發報文中16比特的保留字設置為16比特的流量控制信息，該流量控制信息包括15比特的單板擁塞信息標誌A0～A14和1比特的幀類型標誌B，A0～A14每位代表各個單板的擁塞情況，可反映15快單板，值為0表示無擁塞，值為1表示有擁塞；B代表當前幀是否為一個只攜帶流量控制信息的空幀，值為0為正常數據報文，值為1為只攜帶流量控制信息的空幀。由於流量控制信息中有幀類型標誌，因此可以有兩種方式傳遞發生擁塞信息，一種是B＝1時，構建的攜帶流量控制信息的空幀；一種是B＝0時，在正常的數據報文中攜帶流量控制信息。為了有效利用帶寬，上述兩種方式都使用，當擁塞發生且傳輸單板有數據報文轉發到FE/GE數據傳輸埠時，使用正常的數據報文中攜帶流量控制信息，當擁塞發生且沒有數據報文轉發到FE/GE數據傳輸埠時，構建攜帶流量控制信息的空幀。而且為了使板級流量控制實時性更好，使每一個報文都攜帶所有單板的流量控制信息。
參見圖6所示，與板極流量控制相似，當邏輯子通道緩衝區45中報文數超過預定的閾值時，發生擁塞，產生反壓信號XON/OFF，邏輯子通道映射模塊產生通道級流控幀反饋至報文轉發模塊40。由於邏輯子通道較多，不可能在流量控制信息中表示所有通道的擁塞狀態，因此只在流量控制信息中添加表徵當前通道的擁塞狀況的標誌，同時兼容傳輸單板的擁塞狀況。幀格式如圖7所示，通道級流控幀包括幀頭、4比特的板號信息、8比特的通道號信息、16比特的流量控制信息、淨荷以及幀尾，其中，流量控制信息包括14比特的單板擁塞信息標誌A0～A13、1比特的當前通道擁塞信息標誌C以及1比特的幀類型標誌B，與板極流控幀中的流量控制信息相似，A0～A14每位代表各個單板的擁塞情況，可反映14個單板，B代表當前幀是否為一個只攜帶流量控制信息的空幀，C代表由板號和通道號所決定的通道是否擁塞。
上述板極流量控制或通道級流量控制通道級流量控制都是基於硬體反壓基礎上，在報文中增加流量控制信息或者構建攜帶流量控制信息的空幀，對擁塞的傳輸單板或邏輯子通道實施流量控制。再通過基於數據傳輸埠級的流量控制，把標準的802.3x的流控幀反饋到上一級設備，實現了板極或通道級流量控制。
權利要求
1.一種城域網傳輸設備的流量控制方法，其特徵在於包括以下步驟判斷接收端傳輸設備的數據傳輸埠是否發生擁塞，如果是，則由報文轉發模塊向發送端傳輸設備反饋乙太網流控幀，發送端傳輸設備接收到乙太網流控幀後，暫停發送報文；判斷數據傳輸埠擁塞是否結束，如果是，則發送端傳輸設備繼續發送報文，否則由接收端報文轉發模塊繼續向發送端傳輸設備反饋乙太網流控幀，形成數據傳輸埠流量控制；判斷數據傳輸埠的單板是否發生擁塞，如果是，則由單板映射模塊向報文轉發模塊反饋板級流控幀，報文轉發模塊接收到該板級流控幀後，暫停向單板發送報文；判斷數據傳輸埠的單板擁塞是否結束，如果是，則報文轉發模塊繼續向單板發送報文，否則由單板映射模塊繼續向報文轉發模塊反饋板級流控幀，形成單板流量控制；判斷單板的邏輯子通道是否發生擁塞，如果是，則由邏輯子通道映射模塊將邏輯子通道級流控幀經單板映射模塊轉發至報文轉發模塊，報文轉發模塊接收到該邏輯子通道級流控幀後，暫停向邏輯子通道發送報文；判斷單板的邏輯子通道擁塞是否結束，如果是，則報文轉發模塊繼續向邏輯子通道發送報文，否則由邏輯子通道映射模塊繼續向報文轉發模塊反饋邏輯子通道級流控幀，形成邏輯子通道流量控制。
2.根據權利要求1所述的流量控制方法，其特徵在於，所述判斷接收端傳輸設備的數據傳輸埠是否發生擁塞包括判斷數據傳輸埠緩衝區的報文數是否超過預定的高限閾值；所述判斷數據傳輸埠擁塞是否結束包括由報文轉發模塊判斷數據傳輸埠緩衝區的報文數是否低於預定的低限閾值，或者由發送端傳輸設備判斷乙太網流控幀中的流量控制時間是否結束；所述乙太網流控幀由報文轉發模塊接收到數據傳輸埠緩衝區產生的反壓信號後生成。
3.根據權利要求1所述的流量控制方法，其特徵在於，所述判斷數據傳輸埠的單板是否發生擁塞包括判斷單板緩衝區的報文數是否超過預定的高限閾值；所述判斷數據傳輸埠的單板擁塞是否結束包括判斷單板緩衝區的報文數是否低於預定的低限閾值；所述板級流控幀由單板映射模塊接收到單板緩衝區產生的反壓信號後生成。
4.根據權利要求1所述的流量控制方法，其特徵在於，所述判斷單板的邏輯子通道是否發生擁塞包括判斷邏輯子通道緩衝區的報文數是否超過預定的高限閾值；所述判斷單板的邏輯子通道擁塞是否結束包括判斷邏輯子通道緩衝區的報文數是否低於預定的低限閾值。
5.根據權利要求1或4所述的流量控制方法，其特徵在於，所述邏輯子通道映射模塊將邏輯子通道級流控幀經單板映射模塊轉發至報文轉發模塊包括邏輯子通道緩衝區產生反壓信號，邏輯子通道映射模塊接收該反壓信號生成邏輯子通道級流控幀，並經單板映射模塊透傳至報文轉發模塊。
6.根據權利要求1或4所述的流量控制方法，其特徵在於，所述邏輯子通道映射模塊將邏輯子通道級流控幀經單板映射模塊轉發至報文轉發模塊包括邏輯子通道緩衝區產生反壓信號，邏輯子通道映射模塊接收該反壓信號生成邏輯子通道級流控幀，單板映射模塊將邏輯子通道級流控幀與板極流控幀合併為板級流控幀，將合併後的板極流控幀反饋至報文轉發模塊。
7.根據權利要求1所述的流量控制方法，其特徵在於，所述的板級流控幀或邏輯子通道級流控幀為攜帶流量控制信息的正常數據報文，或者為攜帶流量控制信息的空幀。
8.根據權利要求1所述的流量控制方法，其特徵在於，設置所述的板級流控幀或邏輯子通道級流控幀攜帶所有單板的流量控制信息。
9.根據權利要求1所述的流量控制方法，其特徵在於，設置所述板級流控幀至少依次包含幀頭、單板號、邏輯子通道號、流量控制信息標誌、淨荷以及幀尾，其中，流量控制信息至少包含15比特單板擁塞信息標誌以及1比特幀類型標誌，單板號為4比特，所述邏輯子通道號為8比特。
10.根據權利要求1所述的流量控制方法，其特徵在於，設置所述邏輯子通道級流控幀至少依次包含幀頭、單板號、邏輯子通道號、流量控制信息、淨荷以及幀尾，其中，流量控制信息至少包含14比特單板擁塞信息標誌、1比特當前通道擁塞信息標誌以及1比特幀類型標誌，單板號為4比特，所述邏輯子通道號為8比特。
全文摘要
本發明公開了一種城域網傳輸設備的流量控制方法，在接收端數據傳輸設備數據傳輸埠發生擁塞時，向發送端傳輸設備反饋乙太網流控幀，進行數據傳輸埠流量控制；在數據傳輸埠的單板發生擁塞時，向數據傳輸埠的報文轉發模塊反饋單板級流控幀，進行單板流量控制；在單板的邏輯子通道發生擁塞時，向數據傳輸埠的報文轉發模塊反饋邏輯子通道級流控幀，進行邏輯子通道流量控制；本發明擴展實現了城域網傳輸設備的流量控制策略，使城域網的流量控制策略更加完善，滿足了複雜的乙太網城域傳輸設備的流量控制業務需求。
文檔編號H04L12/54GK1501639SQ02148769
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月19日 優先權日2002年11月19日
發明者武 楊, 楊武, 劉耀 申請人:華為技術有限公司