流量統計裝置及方法
2023-09-22 13:09:30
專利名稱：流量統計裝置及方法
技術領域：
本發明涉及網絡流量統計技術，具體涉及一種流量統計裝置及方法。
背景技術：
網絡設備中的流量統計是一個非常重要的規格，運行商可以憑藉該功能和 QoS(服務質量)共同實現用戶網絡的管理、計費。隨著網絡技術的發展，核心路由器需要在IOOG上實現流量統計，包括包計數、字 節計數等。當需要統計的隊列在IK以下時，可以通過片內緩存實現，但如果需要統計的隊 列數目在100K以上時，佔用片內緩存過大，就需要利用片外緩存實現。如圖1所示，為了實現流量統計，目前最為常用的技術是採用外掛RLDRAM(低延遲 動態隨機存儲器)或QDR RAM (四倍數據速率隨機存儲器)等高速RAM (隨機存儲器)器件 來實現。當本設備100中的報文處理模塊101收到一個IP包時，需要在入隊、出隊、丟棄時 進行統計，根據實際規格可實現包數統計、包長統計。一個IP包最多可產生8個統計需求， 其中入隊、丟棄是互斥的。每完成一次統計操作，需要首先從RLD RAM中讀出原統計值，然 後加1再寫入RLD RAM中。當緩存讀寫控制模塊102從CPU接口 103接收到CPU下發的一個讀統計操作時， 需要從RLD RAM/QDR RAM中讀出統計值，並寫零到RLD RAM的同一地址。這樣實現了讀清 的功能，可以保證長期統計的正確性。CPU讀清操作相對於正常的統計可以看作是一種流量 突發，在某些情況下導致讀寫帶寬不夠，正常統計需求被丟棄，從而統計不準。以200MHz QDR RAM為例，最高可實現200MX4次讀寫操作，可以滿足當前10G、40G 網絡設備的需求，但不能滿足更高設備的統計需求。RLD RAM的讀寫帶寬更小，目前只適用 於IOG的網絡設備。如果要實現100G網絡設備的統計需求，現有技術中必須同時外掛兩片 QDR RAM才能滿足要求，需要將近200個I/O管腳，不僅成本高，而且結構複雜，對系統硬體、 PCB (印刷電路板)布線等要求也很高。
發明內容
本發明實施例提供一種流量統計裝置及方法，能夠簡單、方便地支持不同的統計規格，節省I/O管腳。本發明實施例提供的一種流量統計裝置，包括報文統計單元，用於對接收的報文進行統計，獲得各報文的統計信息；統計信息封裝單元，用於將所述報文統計單元獲得的多個報文的統計信息封裝到 一個統計報文中發送；統計緩存處理單元，用於接收所述統計報文，並根據所述統計報文中的統計信息 計算並保存統計值。本發明實施例提供的一種流量統計方法，包括
對接收的報文進行統計，獲得各報文的統計信息； 將獲得的多個報文的統計信息封裝到一個統計報文，並發送所述統計報文到統計 緩存處理單元；由所述統計緩存處理單元根據所述統計報文中的統計信息計算並保存統計值。本發明實施例提供的流量統計裝置及方法，通過對接收的報文進行統計，獲得各 報文的統計信息；將所述報文統計單元獲得的多個報文的統計信息封裝到一個統計報文中 發送到統計緩存處理單元，由所述統計緩存處理單元根據所述統計報文中的統計信息計算 並保存統計值。從而可以由設計者定製統計緩存處理單元，靈活支持不同的統計規格。而 且，由於不需外掛QDR RAM或RLDRAM，因此可以大大節省I/O管腳，相對現有技術外掛緩存 的方案，可以節省近150個I/O管腳，簡化了結構，降低了成本。
圖1是現有技術中採用RLDRAM或QDR實現流量統計的結構示意圖；圖2是本發明實施例流量統計裝置的結構示意圖；圖3是本發明實施例中統計報文格式示意圖；圖4是本發明實施例流量統計裝置中統計緩存處理單元的結構示意圖；圖5是本發明實施例流量統計方法的流程圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發明實施例的方案，下面結合附圖和實施 方式對本發明實施例作進一步的詳細說明。參照圖2，是本發明實施例流量統計裝置的結構示意圖。該裝置包括報文統計單元201、統計信息封裝單元202和統計緩存處理單元203。 其中，報文統計單元201，用於對接收的報文比如IP報文進行統計，獲得各報文的統計信 息；統計信息封裝單元202，用於將所述報文統計單元201獲得的多個報文的統計信息封裝 到一個統計報文中發送；統計緩存處理單元203，用於接收所述統計報文，並根據所述統計 報文中的統計信息計算並保存統計值。在該實施例中，統計信息封裝單元202封裝後的統計報文格式如圖3所示。其中， Flow ID是指報文所屬的隊列ID ;Length是指報文的長度；Cnt Type是指報文的統計類型， 包括入隊統計、出隊統計、丟棄統計等。統計信息封裝單元202和統計緩存處理單元203通過高速串行總線相連，比如 SERDES(serializer/deserializer,串行 / 解串器)總線。統計信息封裝單元202收到報文統計單元201發送的報文的統計信息後，將其緩 存至一 FIFO(先進先出)隊列中，積累到N(N的數值可以任意設定)個後，將這N個報文的 統計信息封裝成一個統一的統計報文，通過所述高速串行總線相連發送到統計緩存處理單 元203中，由統計緩存處理單元203完成統計計數功能。為了適用於不同流量等級統計需求，所述統計緩存處理單元可以有多個，如圖2 所示，統計緩存處理單元203和統計緩存處理單元204通過高速串行總線串連連接，各統計 緩存處理單元的結構相同，可以採用一片ASIC(專用集成電路)來實現。
統計緩存處理單元203的一種優選結構如圖4所示，其包括總線選擇子單元401 和統計值保存子單元402。其中，總線選擇子單元401，用於接收所述統計信息封裝單元201 發送的統計報文，並根據所述統計信息中的流標識分發所述統計報文；統計值保存子單元 402，用於接收所述總線選擇子單元401分發給自己的統計報文，並根據所述統計報文計算 出統計值並保存。為了存儲不同類別的統計值，可以設置多個統計值保存子單元，如圖4所示，統計值保存子單元402、403、404通過內部並行總線連接於總線選擇子單元401。假設總線選擇子單元401根據所述統計信息中的流標識選擇統計值保存子單元 402，通過所述內部並行總線將所述統計報文寫入統計值保存子單元402。統計值保存子單 元402接收到分發給自己的統計報文後，提取其中的FlowID、Length、Cnt Type等內容，計 算出統計值並保存。可以將所述統計值保存子單元402看作是帶有控制邏輯的SDRAM(同步動態隨機 存取存儲器)，在實際應用中，也可以通過對現有的SDRAM進行邏輯封裝來實現。當有多個統計值保存子單元時，每個統計值保存子單元可以存儲不同類型的統計 值，比如，統計值保存子單元402存儲入隊統計值，統計值保存子單元403存儲出隊統計值， 統計值保存子單元404存儲丟棄統計值。當然，在流量較小時，也可以只設置一個統計值保 存子單元存儲不同類型的統計值，在需要讀寫不同的統計值時，只需根據各統計值的地址 即可讀取或寫入。在設置有多個所述統計緩存處理單元時，為了保證各統計緩存處理單元從所述統 計信息封裝單元202收到的統計報文正確，並且不會因誤操作使得分發的統計報文丟失， 在所述統計緩存處理單元203中還可進一步設置有轉發子單元405，同樣，該轉發子單元 405通過內部並行總線與所述總線選擇子單元401相連。總線選擇子單元401在收到所述統計信息封裝單元202發送的統計報文後，根據 所述統計報文中的信息將不屬於本統計緩存處理單元203的統計報文發送給所述轉發子 單元405，由所述轉發子單元405將該統計報文轉發給其他統計緩存處理單元或丟棄。在一片ASIC不能實現所述統計緩存處理單元的情況下，比如，一個統計緩存處理 單元可以實現100K流隊列的統計需求，要滿足250K的規格可以使用3個統計緩存處理單 元完成。當統計報文到達第一個統計緩存處理單元時，如果該統計報文不屬於本統計緩存 處理單元處理的統計信息，可以將該統計報文緩存至一個FIFO隊列中，積累至預定個數後 發送給下一個統計緩存處理單元，當然，也可以立即將該統計報文發送給下一個統計緩存 處理單元。在具體應用時，各統計緩存處理單元還可以自帶CPU接口和PCI (外部設備互連標 準接口)，以便於和CPU及其他外部設備的互連。本發明實施例的流量統計裝置，可以由設計者定製統計緩存處理單元，靈活支持 不同的統計規格。而且，由於不需外掛QDR RAM、或RLD RAM，因此可以大大節省I/O管腳。 現有技術中用外掛存儲器的方案需要外掛兩片以上，每片需要70個左右的I/O管腳。本 發明實施例的流量統計裝置中，統計信息封裝單元和統計緩存處理單元間使用高速串行接 口，只需要4個I/O管腳。可見，相對現有技術外掛緩存的方案，可以節省近150個I/O管 腳。
本發明實施例還提供了一種流量統計方法，如圖5所示，是該方法的流程圖，包 括步驟501，對接收的報文進行統計，獲得各報文的統計信息；步驟502，將獲得的多個報文的統計信息封裝到一個統計報文，並發送所述統計報 文到統計緩存處理單元；封裝後的統計報文的格式如前面所述，包括Flow ID、Length、Cnt Type，其中， Cnt Type可以是入隊統計、出隊統計、丟棄統計等。所述統計緩存處理單元的結構在前面也有詳細的描述，在此不在贅述。需要說明的是，在具體應用中，根據流量統計的規格不同，可以設置一個或多個 所 述統計緩存處理單元，分別處理不同的統計報文。各統計緩存處理單元之間通過高速串行 總線串接，而且，所述統計報文的發送也可以通過高速串行總線進行。每個統計緩存處理單元接收到所述統計報文後，如果判斷不是自己應處理的統計 報文，比如根據所述統計報文中的Flow ID，通過所述高速串行總線將所述統計報文發送給 下一級的緩存處理單元。步驟503，由所述統計緩存處理單元根據所述統計報文中的統計信息計算並保存 統計值。對於每個所述統計緩存處理單元，需要根據接收到的統計報文中的統計信息，計 算並保存相應的統計值。具體地，所述統計緩存處理單元根據所述統計信息中的流標識將 所述統計報文分發到一個或多個統計值保存子單元；由所述統計值保存子單元根據分發給 自己的統計報文計算出統計值並保存。為了便於區分不同類型的統計值，可以設置多個統計值保存子單元，採用內部並 行總線將所述統計報文分發到不同的統計值保存子單元。例如，統計的類型包括報文個數統計、報文長度統計。對於不同隊列的統計，比如 丟棄統計、入隊統計、出隊統計等的統計，採用同樣的處理方式，將對應不同隊列的統計值 保存到不同的存儲地址。對於報文個數的統計，從相應的統計值保存子單元中取出原統計值，然後加1，再 重寫入該統計值保存子單元中。對於報文長度的統計，需要從相應的統計值保存子單元中 取出原統計值，然後加上當前報文的長度值，再重新存入該統計值保存子單元中。本發明實施例的流量統計方法，可以由設計者定製統計緩存處理單元，靈活支持不同的統計規格。而且，由於不需外掛QDR RAM、或RLD RAM,因此可以大大 節省I/O管腳。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中， 所述的存儲介質，如ROM/RAM、磁碟、光碟等。以上對本發明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體實施方式
對本發明進行 了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及設備；同時，對於本領域的 一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範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明的限制。
權利要求
一種流量統計裝置，其特徵在於，包括報文統計單元，用於對接收的報文進行統計，獲得各報文的統計信息；統計信息封裝單元，用於將所述報文統計單元獲得的多個報文的統計信息封裝到一個統計報文中發送；統計緩存處理單元，用於接收所述統計報文，並根據所述統計報文中的統計信息計算並保存統計值。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述統計緩存處理單元包括總線選擇子單元，用於接收所述統計信息封裝單元發送的統計報文，並根據所述統計 信息中的流標識分發所述統計報文；統計值保存子單元，用於接收所述總線選擇子單元分發給自己的統計報文，並根據所 述統計報文計算出統計值並保存。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述統計緩存處理單元有多個，並通過高 速串行總線串連，所述統計緩存處理單元還包括轉發子單元，用於向其他統計緩存處理單元轉發或丟棄統計報文；所述總線選擇子單元，還用於將不屬於本統計緩存處理單元的統計報文發送給所述轉 發子單元。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述統計值保存子單元、所述轉發子單元 通過內部並行總線連接到所述總線選擇子單元。
5.根據權利要求1至4任一項所述的裝置，其特徵在於，所述統計信息封裝單元和所述 統計緩存處理單元通過高速串行總線相連。
6.一種流量統計方法，其特徵在於，包括對接收的報文進行統計，獲得各報文的統計信息；將獲得的多個報文的統計信息封裝到一個統計報文，並發送所述統計報文到統計緩存 處理單元；由所述統計緩存處理單元根據所述統計報文中的統計信息計算並保存統計值。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述由所述統計緩存處理單元根據所述 統計報文中的統計信息計算並保存統計值包括根據所述統計信息中的流標識將所述統計報文分發到至少一個統計值保存子單元；由所述統計值保存子單元根據分發給自己的統計報文計算出統計值並保存。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括所述統計緩存處理單元將接收到的不屬於本統計緩存處理單元的統計報文進行轉發 或丟棄。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述根據所述統計信息中的流標識將所 述統計報文分發到至少一個統計值保存子單元包括通過內部並行總線將所述統計報文分 發到至少一個統計值保存子單元。
10.根據權利要求6至9任一項所述的方法，其特徵在於，所述發送所述統計報文到統 計緩存處理單元包括通過高速串行總線發送所述統計報文到統計緩存處理單元。
全文摘要
本發明公開了一種流量統計裝置及方法，所述裝置包括報文統計單元，用於對接收的報文進行統計，獲得各報文的統計信息；統計信息封裝單元，用於將所述報文統計單元獲得的多個報文的統計信息封裝到一個統計報文中發送；統計緩存處理單元，用於接收所述統計報文，並根據所述統計報文中的統計信息計算並保存統計值。利用本發明，可以簡單、方便地支持不同的統計規格，節省I/O管腳。
文檔編號H04L12/56GK101848132SQ20091011937
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者周健, 靳亮 申請人:華為技術有限公司