一种多级交换网的反压方法、系统及交换节点转让专利
申请号 : CN200710073276.2
文献号 : CN100591047C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : 杜文华 , 林云 , 蒋廉
申请人 : 华为技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1、一种多级交换网的反压方法，其特征在于，包括步骤： A、中间级交换节点接收下一级交换节点发送的反压信息，不响应或部分响应所述下一级交换节点发送的反压信息，并将未响应的反压信息传递给上一级交换节点； B、第一级交换节点响应接收到的反压信息； 所述步骤A包括： 所述中间级交换节点接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和反压信息，将解析出来的反压信息分为不进行响应的反压信息和进行响应的反压信息； 所述中间级交换节点根据所述进行响应的反压信息，停止向下一级交换节点发送相应的数据包； 所述中间级交换节点根据所述不进行响应的反压信息，重组并发送重组后的数据包。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据不进行响应的反压 信息重组并发送数据包的步骤具体包括：将所述不进行响应的反压信息加载到待发送的数据信息中，重组数据包； 发送所述重组后的数据包。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤： 所述中间级交换节点产生反压信息，并将所述中间级交换节点自己产生的反压信息传递给上一级交换节点。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据不进行响应的反压 信息重組并发送数据包的步骤还包括：将所述中间级交换节点自己产生的反压信息加载到待发送的数据信息中。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A还包括： 存储解析出来的反压信息中不进行响应的反压信息。
6、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体为：中间级交换节点接收下一级交换节点的全局反压信息和队列反压信息，响 应所述全局反压信息，并将所述队列反压信息传递给上一级交换节点。
7、 一种多级交换网的反压系统，其特征在于，包括一个或多个中间级交换节点，和第一级交换节点；所述每个中间级交换节点，用于接收下一级交换节点发送的反压信息，并 在所述反压信息选择至少一种反压信息，不对所述选择的反压信息进行响应， 并且将所述选择的反压信息发送给上一级交换节点；所述第一级交换节点，用于响应接收到的反压信息。
8、 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中间级交换节点，还用 于产生反压信息，并将所述中间级交换节点自己产生的反压信息传递给上一级 交换节点。
9、 根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述反压信息为全局反 压信息、队列反压信息和优先级反压信息三者之一或其组合。
10、 一种多级交换网的中间级交换节点，其特征在于，包括输入处理模块、 緩存模块、反压信息响应模块和输出处理模块；所述输入处理模块，用于接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和反 压信息，并将解析出来的反压信息分为不进行响应的反压信息和进行响应的反 压信息，将进行响应的反压信息发送给反压信息响应模块；所述緩存模块，用于存储数据包中解析出来的数据信息；所述反压信息响应模块，用于根据所述进行响应的反压信息，通知所述输 出处理模块停止向下一级交换节点发送相应的数据包；所述输出处理模块，用于从所述緩存模块获取所述数据包中解析出来的数 据信息，根据不进行响应的反压信息重组数据包后，发送所述重组后的数据包， 并根据所述反压信息响应模块的通知停止向下一级交换节点发送相应的数据 包。
11、 根据权利要求10所述的交换节点，其特征在于，所述输出处理模块包括第 一数据包重组单元和发送单元；所述第一数据包重组单元，用于接收所述解析出来的反压信息中不进行响 应的反压信息，从所述缓存模块获取所述解析出来的数据信息，并将所述不进 行响应的反压信息加载到待发送的数据信息中，重组数据包，并根据所述反压信息响应模块的通知，停止从所述緩存模块获取数据信息进行数据包重组；所述发送单元，用于发送重组后的数据包，并接收所述反压信息响应模块 的通知，根据所述通知停止向下一级交换节点发送相应的数据包。
12、 根据权利要求11所述的交换节点，其特征在于，所述交换节点还包括： 反压信息产生模块，用于根据緩存模块的占用情况产生反压信息； 所述输出处理模块还包括第二数据包重组单元，用于将所述反压信息产生模块产生的反压信息加载到待发送的数据信息中。
13、 根据权利要求11所述的交换节点，其特征在于，所述交换节点还包括： 反压信息存储模块，用于存储所述输入处理模块解析出来的反压信息中不进行响应的反压信息；所述输出处理模块还包括读取单元，用于从所述反压信息存储模块中读取 所述不进行响应的反压信息，并将所述不进行响应的反压信息发送给所述第一 数据包重组单元。
14、 一种多级交换网的中间级交换节点，其特征在于，包括输入处理模块、緩存模块和输出处理模块；所述输入处理模块，用于接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和反 压信息；所述緩存才莫块，用于存储数据包中解析出来的数据信息； 所述输出处理模块，用于从所述緩存模块获取所述数据包中解析出来的数 据信息，根据所述反压信息重组数据包后，发送所述重组后的数据包。
15、 根据权利要求14所述的交换节点，其特征在于，所述输出处理模块包 括第 一数据包重组单元和发送单元；所述第一数据包重组单元，用于接收所述反压信息，从所述緩存模块获取 所述数据包中解析出来的数据信息，并将所述反压信息加载到待发送的数据信息中，重组数据包；所述发送单元，用于发送重组后的数据包。
16、 根据权利要求15所述的交换节点，其特征在于，所述交换节点还包括： 反压信息产生模块，用于根据緩存模块的占用情况产生反压信息； 所述输出处理模块还包括第二数据包重组单元，用于将所述反压信息产生模块产生的反压信息加载到待发送的数据信息中。
17、 根据权利要求15所述的交换节点，其特征在于，所述交换节点还包括： 反压信息存储模块，用于存储所述输入处理模块解析出来的反压信息.； 所述输出处理模块还包括读取单元，用于从所述反压信息存储模块中读取所述不进行响应的反压信息，并将所述不进行响应的反压信息发送给所述第一 数据包重组单元。
说明书 :
一种多级交换网的反压方法、系统及交换节点
技术领域
背景抹水
在多级交换网中，为了解决发送速率和接收速率不一致的问题，部分或全 部交换节点需要有緩存装置，用于数据包的暂存。但是，緩存装置的容量是有 限的，为了避免由于緩存溢出导致的数据包丢失，通常采用反压机制对输入流 量进行控制。
所谓的反压，就是下游节点根据自身的緩存占用情况，发送反压信息给上 游节点，通知上游节点暂时不要发送数据包，直到下游节点通知其重新发送。 根据产生反压信息的原因不同， 一般可分为全局反压、队列反压等不同粒度的
反压信息。当緩存中的^:据包总量达到或超过一定的门限值时，就产生全局反 压信息；为了解决一些问题， 一般会将緩存中的数据包按照一定规则进行排队， 形成多个队列，每个队列中的数据包按次序进行发送，当某个队列的长度达到 或超过一定的门P艮值，就产生相应的队列反压信息。
现有的反压传递和响应机制是在带有緩存的交换节点之间进行逐级反压。 就是说，带有緩存的交换节点会响应下一级交换节点发送的所有反压信息，但 不会向其上一级交换节点转发这些反压信息。下面以三级交换网为例说明现有 的多级交换网中的反压传递和响应机制。
图1为一个采用现有反压传递和响应机制的4x4的三级交换网，具有4 个输入端口和4个输出端口，假设该交换网内部只有全局反压和队列反压。其 中，Sl表示该三级交换网的第一级交换单元，S2表示该三级交换网的第二级交
6换单元，S3表示该三级交换网的第三级交换单元。每一级交换单元各有两个交
换单元，每个交换单元都有緩存装置。
为了提高交换网的性能，Sl、 S2和S3级交换单元都采用队列组织结构对 数据包进行排队，其中，S1级交换单元中的数据包通常按照V0Q (虚拟输出队 列）模式进行排队，图2所示为一个Sl级交换单元中的队列组织结构图。由于 图1所示的三级交换网有4个输出端口 ，因此Sl级交换单元按照VOQ模式进行 排队，就组成了 4个大的队列VOQ0〜VOQ3，依次对应该三级交换网的4个输出 端口„这4个V0Q队列同时可以依据优先级等信息进行细分。S3级交换单元中 的数据包通常按照VIMQ (虚拟输入模块队列）模式进行排队，图3所示为一个 S3级交换单元中的队列组织结构图。每个S3级交换单元有2个输出端口 ，然 后，根据数据包来自不同的Sl级交换单元，以及对应不同的S3级交换单元的 输出端口的队列，每个S3级交换单元的输出端口又划分为两个队列，这样，S3 级交换单元中，组成了 4个队列VIMQ0~VIMQ3。同样，这4个VIMQ队列同时 又可以依据优先级等信息进行细分。
当S3级交换单元中的某个VIMQ队列长度达到或超过一定的门限值时，就 产生队列反压信息；当某个S3级交换单元中的数据包总量达到或超过一定的门 限值时，就产生全局反压信息；S3级交换单元将反压信息发送给所有的S2级 交换单元。
S2级交换单元具有相应的队列组织结构，S2级交换单元的队列组织结构和 Sl级交换单元的一样，也是采用VOQ模式进行排队。4个大的队列VOQ0〜VOQ3， 依次对应交换网的4个输出端口 。这4个V0Q队列又可以根据S3级交换单元的 队列组织结构进^f亍细分。S2级交换单元中的VOQ队列和S3级交换单元中的VIMQ 队列有着一一对应的关系，Sl级交换单元中的V0Q队列和S2级交换单元中的 V0Q队列也有一一对应的关系。图4给出了各级交换单元队列组织的对应关系。
S2级交换单元会响应接收到的S3级交换单元发送的反压信息，但不会将 这些信息转发给S1级交换单元。当S2级交换单元收到一个S3级交换单元发送的全局反压信息，将决定是否继续给这个S3级交换单元发送数据包，即S2级 交换单元中的所有VOQ队列是否能够继续发送。例如，S2级交换单元收到一个 S3级交换单元发送的要求其全局反压的信息，则S2级交换单元不再给这个S3 级的交换单元发送数据包，即按照图4的对应关系，S2级交换单元中对应这个 S3级的交换单元的所有V0Q队列中的数据包停止发送。当S2级交换单元收到 一个S3级交换单元发送的队列反压信息，将决定S2级交换单元中的各个V0Q 队列是否继续发送数据包。根据图4的对应关系，S3级交换单元中某个VIMQ 队列产生反压，则S2级交换单元中相对应的V0Q队列中的数据包将停止发送， 直到该队列反压信息取消。
同样， 一个S2级交换单元产生的反压信息，发送给了所有的Sl级交换单 元。如果一个S2级交换单元给一个S1级交换单元发送全局反压信息，逸知其 全局反压，则该S1级交换单元将不再发送数据包给这个S2级交换单元，即所 有对应所述S2级交换单元的队列都停止发送数据包。如果S2级交换单元中某 个V0Q队列产生反压，那么根据图4的对应关系，Sl级交换单元中相应的V0Q 队列停止发送数据包。
图l所示的三级交换网为了传递交换网中的队列反压信息，S2级交换单元 中必须具有较为复杂的队列组织结构，同时还要增加相应的队列反压产生和响 应模块，增加了 S2级交换单元的实现难度。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点：
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到的所有反压信息，需要实现复杂的内部组织结构和相应的处理模块，提高了 设计复杂度和实现成本。
发明内容
A、 中间级交换节点接收下一级交换节点发送的反压信息，不响应或部分响 应所述下一级交换节点发送的反压信息，并将未响应的反压信息传递给上一级 交换节点；
B、 第一级交换节点响应接收到的反压信息； 所述步骤A包括：
所述中间级交换节点接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和反压信 息，将解析出来的反压信息分为不进行响应的反压信息和进行响应的反压信息；
所述中间级交换节点根据所述进行响应的反压信息，停止向下一级交换节 点发送相应的数据包；
所述中间级交换节点根据所述不进行响应的反压信息，重组并发送重组后 的数据包。
一种多级交换网的反压系统，包括一个或多个中间级交换节点，和第一级 交换节点；
所述每个中间级交换节点，用于接收下一级交换节点发送的反压信息，并 在所述反压信息选择至少一种反压信息，不对所述选择的反压信息进行响应， 并且将所述选择的反压信息发送给上一级交换节点；
所述第一级交换节点，用于响应接收到的反压信息。
一种多级交换网的中间级交换节点，包括输入处理模块、緩存模块、反压 信息响应模块和输出处理模块；
所述输入处理模块，用于接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和反 压信息，并将解析出来的反压信息分为不进行响应的反压信息和进行响应的反 压信息，将进行响应的反压信息发送给反压信息响应模块；
所述緩存模块，用于存储数据包中解析出来的数据信息；
所述反压信息响应模块，用于根据所述进行响应的反压信息，通知所速输出处理模块停止向下一级交换节点发送相应的数据包；
所述输出处理模块，用于从所述緩存模块获取所述数据包中解析出来的数 据信息，根据不进行响应的反压信息重组数据包后，发送所述重组后的数据包， 并根据所述反压信息响应模块的通知停止向下一级交换节点发送相应的数据 包。
一种多级交换网的中间级交换节点，包括输入处理模块、緩存模块和输出 处理纟莫块；
所述输入处理模块，用于接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和反 压信息；
所述緩存才莫块，用于存储数据包中解析出来的数据信息；
所述输出处理模块，用于从所述緩存模块获取所述数据包中解析出来的数
据信息，根据所述反压信息重组数据包后，发送所述重组后的数据包。
本发明实施例的技术方案通过改变多级交换网中的中间级交换节点的反压
响应和传递方法，使中间级交换节点不响应或部分响应接收到的反压信息，将
未响应的反压信息传递给上一级交换节点，筒化了中间级交换节点内部组织结
构，降低了设计复杂度和设计成本。
附图说明
图5为本发明方法实施例的流程示意图；
图6为本发明系统的 一 个实施例的结构示意图；
图7为图6中的中间级交换节点的第一实施例的结构示意图；
图8为图6中的中间级交换节点的第二实施例的结构示意图。具体实施方式在本发明的实施例中，多级交换网中的带緩存的中间级交换节点对接收到 的下一级交换节点发送的反压信息，不响应或部分响应，并且将未响应的反压 信息传递给上一级交换节点。下面结合附图进一步说明本发明的实施例的技术方案。为了方便i兌明，以下以4 x 4的三级交换网为例进行说明，并且假设该交换 网中只有全局反压和队列反压。当然本发明的技术方案并不限于应用于4x4 的三级交换网，而且本发明的技术方案中的反压信息也不限于全局反压信息和 队列反压信息，也可以是其它类型的反压信息，例如优先级反压信息等。如图1所示，4x4的三级交换网具有4个專lT入端口和4个输出端口、三级 交换节点，其中，Sl表示该三级交换网的第一级交换节点，S2表示该三级交换 网的第二级交换节点，S3表示该三级交换网的第三级交换节点。本发明的实施例提供了一种多级交换网的反压方法，如图5所示，包括步骤：步骤501、 S3级交换节点产生第一全局反压信息和第一队列反压信息，并 将所述第一全局反压信息和第一队列反压信息传递给S2级交换节点；步骤502、 S2级交换节点对所述第一全局反压信息进行响应，将所述第一 队列反压信息传递给Sl级交换节点；步骤503、 Sl级交换节点对所述第一队列反压信息进行响应。S2级交换节点也可以对所述第一队列反压信息进行响应，将所述第一全局 反压信息传递给Sl级交换节点；或者S2级交换节点也可以对所述第一全局反 压信息和第一队列反压信息都不响应，并将所述第一全局反压信息和第一队列 反压信息传递给S1级交换节点。相应地，Sl级交换节点对接收到的所述第一 全局反压信息进行响应，或者对接收到的所述第一全局反压信息和第一队列反 压信息进4于响应。所述方法还可以包括步骤：S2级交换节点产生第二全局反压信息，并将所述第二全局反压信息传递给 Sl级交换节点；S2级交换节点也可以产生第二队列反压信息，或者产生第二全 局反压信息和第二队列反压信息；Sl级交换节点对所述S2级的所述第二全局反压信息和/或第二队列反压信 息进4于响应。在其它的多级交换网中，可能有多个中间级交换节点，每个中间级交换节 点可以不响应下一级交换节点发送的反压信息，或者部分响应下一级交换节点 发送的反压信息，将未响应的反压信息传递给上一级交换节点，第一级的交换 节点响应接收到的所有反压信息。所述中间级交换节点不响应或部分响应下一级交换节点发送的反压信息， 将未响应的反压信息传递给上一级交换节点的步骤具体包括：接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和反压信息，将解析出来的反 压信息分为不进行响应的反压信息和进行响应的反压信息；根据所述进行响应的反压信息，停止向下一级交换节点发送相应的数据包；根据所述不进行响应的反压信息，重组并发送重组后的数据包。具体为： 将所述不进行响应的反压信息加载到待发送的数据信息中，重组数据包，然后 发送重组后的数据包。或者具体包括：接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和反压信息； 根据所述反压信息，重组并发送重组后的数据包。具体为：将所述反压信 息加载到待发送的数据信息中，重组数据包，然后发送重组后的数据包。当中间级交换节点产生反压信息时，中间级交换节点还将自己产生的反压 信息也传递给上一级交换节点。此时，重组数据包时，同时将中间级交换节点 自己产生的反压信息也加栽到待发送的数据信息中。所述中间级交换节点自己 产生的反压信息和下一级交换节点发送的反压信息中不进行响应的反压信息可 以分别加载到数据信息中，也可以先根据预定的规则进行融合后再加载到数据信息中。本发明的实施例还提供了一种多级交换网的反压系统，包括Sl级交换节点、S2级交换节点和S3级交换节点；所述S3级交换节点，用于产生笫一全局反压信息和第一队列反压信息，并 将所述第一全局反压信息和第一队列反压信息传递给S2级交换节点；所述S2级交换节点，用于接收所述第一全局反压信息和第一队列反压信 息，响应所述第一全局反压信息，并将所述第一队列反压信息传递给S1级交换 节点，且产生第二全局反压信息和/或第二队列反压信息；这里S2级交换节点 也可以对所述第一队列反压信息进行响应，将所述第一全局反压信息传递给Sl 级交换节点；或者S2级交换节点也可以对所述第一全局反压信息和第一队列反 压信息都不响应，并将所述第一全局反压信息和第一队列反压信息传递给Sl 级交换节点。所述S1级交换节点，用于响应接收到的反压信息。如果S2级交换节点不响应队列反压信息，响应全局反压信息，S2级交换 节点就不需要实现复杂的队列组织结构和队列反压信息响应模块，简化了 S2 级交换节点的结构。对于其它的多级交换网，可能存在多个中间级交换节点，对一个N(N〉2) 级交换网包括第一级交换节点、第二级交换节点……第N-1级交换节点、第N 级交换节点，其中第二级至第N-l级交换节点是中间级交换节点，本发明还提 供了一个多级交换网的反压系统的实施例，如图6所示，包括第N级交换节点， 一个或多个中间级交换节点，第一级交换节点；所述第N级交换节点，用于产生反压信息，并将所述反压信息传递给上一 级交换节点；所述中间级交换节点，用于接收下一级交换节点发送的反压信息，并在所 述反压信息选择至少一种反压信息，不对所述选择的反压信息进行响应，并且 将所述选择的反压信息发送给上一级交换节点；所述第一级交换节点，用于响应接收到的反压信息。如图7所示，本发明的实施例还提供了一种相应的多级交换网的中间级交 换节点7，包括输入处理模块71、緩存模块72、反压信息响应模块73和输出 处理模74;所述输入处理模块71，用于接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和 反压信息，并将解析出来的反压信息分为不进行响应的反压信息和进行响应的 反压信息，将进行响应的反压信息发送给反压信息响应模块73;所述緩存模块72，用于存储数据包中解析出来的数据信息；所述反压信息响应模块73，用于根据所述进行响应的反压信息，通知所述 输出处理模块74停止向下一级交换节点发送相应的数据包；所述输出处理才莫块74,用于从所述緩存模块72获取所述数据包中解析出 来的数据信息，根据不进行响应的反压信息重组数据包后，发送所述重组后的 数据包，并根据反压信息响应模块73的通知，停止向下一级交换节点发送相应 的数据包。其中，所述输出处理模块74包括第一数据包重组单元741和发送单元742;所述第一数据包重组单元741，用于接收所述解析出来的^a信息中的不进行响应的反压信息，从所述緩存模块72获取所述解析出来的数据信息，将所 述不进行响应的反压信息加载到待发送的数据信息中，重组数据包，并根据所 述反压信息响应模块73的通知，停止从所述緩存模块获取数据信息进行数据包 重組；所述发送单元742，用于发送重组后的数据包，并接收所述反压信息响应 模块73的通知，根据所述通知停止向下一级交换节点发送数据包。 所述中间级交换节点还可以包括：反压信息产生模块75,用于根据緩存模块的占用情况产生反压信息。 此时，输出处理模块74还包括第二数据包重组单元743,用于将所述反压信息产生模块75产生的反压信息加载到待发送的数据信息中。所述反压信息产生模块75产生的反压信息和所述输入处理模块71解析出来的反压信息中的不进行响应的反压信息可以分别加载到数据信息中，也可以先才艮据预定的规则进 行融合后再加载到数据信息中。所述中间级交换节点还可以包括：反压信息存储才莫块76，用于存储输入处理模块解析出来的反压信息中不进 行响应的反压信息。此时，输出处理模块74还包括读取单元744,用于从所述反压信息存储模 块76中读取所述不进行响应的反压信息，并将所述不进行响应的反压信息发送 给所述第一数据包重组单元741。所述反压信息存储模块为可选模块，并且所 述反压信息存储模块75和所述緩存模块72可以为一个存储器，也可以为一个 存储器的两个独立的存储单元，或者是独立的两个存储器。如图8所示，本发明的实施例还提供了另一种多级交换网的中间级交换节 点8,包括输入处理模块81、緩存模块82和输出处理模块83;所述输入处理模块81,用于接收数据包，将所述数据包解析为数据信息和 反压信息；所述緩存才莫块82，用于存储数据包中解析出来的数据信息；所述输出处理模块83,用于从所迷緩存模块82获取所迷数据包中解析出 来的数据信息，根据所述反压信息重组数据包后，发送所述重组后的数据包。所述输出处理模块83包括第一数据包重组单元831和发送单元832;所述第一数据包重组单元831，用于接收所述反压信息，从所述缓存模块 82获取所述数据包中解析出来的数据信息，并将所述反压信息加载到待发送的 数据信息中，重组数据包；所述发送单元832,用于发送重组后的数据包。所述中间级交换节点还可以包括：反压信息产生模块84,用于根据緩存模块的占用情况产生反压信息。 此时，输出处理模块83还包括第二数据包重组单元833，用于将所述反压15信息产生模块84产生的反压信息加载到待发送的数据信息中。所述反压信息产 生模块84产生的反压信息和所述输入处理模块81解析出来的反压信息可以分 别加载到数据信息中，也可以先根据预定的规则进行融合后再加载到数据信息 中。
所迷中间级交换节点还可以包括：
反压信息存储^t块85，用于存储输入处理才莫块解析出来的反压信息中不进 行响应的反压信息。
此时，输出处理模块83还包括读取单元834,用于从所述反压信息存储模 块85中读取所述不进行响应的反压信息，并将所述不进行响应的反压信息发送 给所述第一数据包重组单元831。所述反压信息存储模块为可选模块，并且所 述反压信息存〗渚才莫块85和所述緩存模块82可以为一个存储器，也可以为一个 存储器的两个独立的存储单元，或者是独立的两个存储器。
在本发明实施例中，多级交换网的中间级交换节点通过将下一级交换节点 发送的反压信息中未响应的反压信息转发给上一级交换节点，简化了中间级节 点的结构，降低了成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应该以权利要求的保护范围为准。