CN101542985B - 分组交换装置及方法 - Google Patents

分组交换装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101542985B
CN101542985B CN2006800564629A CN200680056462A CN101542985B CN 101542985 B CN101542985 B CN 101542985B CN 2006800564629 A CN2006800564629 A CN 2006800564629A CN 200680056462 A CN200680056462 A CN 200680056462A CN 101542985 B CN101542985 B CN 101542985B
Authority
CN
China
Prior art keywords
multicast
packet
grouping
priority
unicast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2006800564629A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101542985A (zh
Inventor
杨祖发
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Publication of CN101542985A publication Critical patent/CN101542985A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101542985B publication Critical patent/CN101542985B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
    • H04L47/6215—Individual queue per QOS, rate or priority
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/15—Flow control; Congestion control in relation to multipoint traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种分组交换装置及方法，其中，该分组交换装置：分组单元，用于将输入数据划分或填充为定长的分组；以及交换单元，用于将来自分组单元的单播分组和多播分组分别划分为至少一个优先级并为每个优先级的单播分组和多播分组分别分配一个队列，并且根据队列的优先级进行调度，其中，分配给最高优先级的单播分组的队列和分配给最高优先级的多播分组的队列用于承载TDM业务或分组业务，分配给其它优先级的单播分组的队列和分配给其它优先级的多播分组的队列用于承载分组业务。本发明同时适用于TDM业务和分组业务的交换。

Description

分组交换装置及方法 
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种分组交换装置及方法。 
背景技术
时分复用(Time Division Multiplexing，简称TDM)网络基于固定时隙交叉业务，同一业务的数据占用等间隔的定长时隙转发，适应传送对时延敏感的业务，如实时话音、高清晰视频信息等。分组交换网络基于存贮转发和统计复用交换业务，同一业务相邻分组间隔不确定，适应传送对时延不敏感的业务，如电子邮件、文件、禁止图像等。两种网络特性不同，承载的业务差异性较大，同时在电信领域均得到了广泛应用。 
近年来，人们一直在探索简化电信网络的结构，降低网络的建设成本，提高现有网络资源的利用率，并相继推出了支持多业务支持平台或多业务交换平台(Multi-Service Provisioning Platform or Multi-Service Switching Platform，简称MSPP)和边缘到边缘伪线仿真(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge，简称PWE3)等功能的网络设备。前者采用统一的数据封装格式同时将分组业务和TDM业务通过同步数字系列(Synchronous digital hierarchy，简称SDH)或同步光网络(Synchronous optical network，简称SONET)或准同步数字体系(Plesiochronous Digital Hierarchy，简称PDH)或光传送体系(Optical Transport Hierarchy，简称OTH)网络传送，后者采用边缘节点仿真技术同时将分组业务和TDM业务通过分组交换网络传送。 
伴随着因特网(Internet)的高速发展，在电信网络传送的业务中，分组业务的占有率远远超过TDM业务，并仍在进一步加大差距。与之相适应，电信网络大部分的业务交换设备采用分组交换方式。 
TDM业务常常要求按照字节间插方式实现交换，如通过SDH或SONET网络传送的E1、T1等TDM业务，不同业务数据通过字节间插复用后传送。如果在TDM交换设备的线卡上，将输入方向的每时隙由单字节扩展到多字节， TDM同步时隙交叉部件按多字节时隙进行交叉，在线卡的输出方向重新恢复为字节间插方式，可以实现与字节交叉方式TDM交换设备等价的功能。 
通常的分组交换部件采用共享存贮转发和基于输出排队的方式实现。所有端口共享统一的存贮器将引起业务对交换设备内部缓冲资源的竞争，多条业务统计复用到同一端口时将引起业务对端口带宽资源的竞争。解决竞争的有效办法就是使用队列管理缓冲区，限制各业务对共享缓冲区的占用，并根据某种策略，如基于优先级调度端口排队的分组。 
分组的可变长特性必然引入不确定的缓冲时延。在分组的交换过程中，资源竞争的出现也将引入不确定的转发时延，因此，传统的分组交换方式不适合传送TDM业务，分组交换网络和TDM交换网络还将会在相当长时期内并存。 
由上可见，需要一种新的适合传送TDM业务的分组交换方式，从而使得TDM业务和分组业务都可以通过该种新的分组交换方式进行传送。 
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种分组交换装置和方法，以同时适应TDM业务和分组业务的交换需求。 
根据本发明的一方面，提出了一种分组交换装置，包括：分组单元102，用于将输入数据划分或填充为定长的分组；以及交换单元104，用于将来自分组单元的单播分组和多播分组分别划分为至少一个优先级并为每个优先级的单播分组和多播分组分别分配一个队列，并且根据队列的优先级进行调度，其中，分配给最高优先级的单播分组的队列和分配给最高优先级的多播分组的队列用于承载TDM业务或分组业务，分配给其它优先级的单播分组的队列和分配给其它优先级的多播分组的队列用于承载分组业务。 
在上述分组交换装置中，队列用于缓存分组的地址，采用先入先出方式进行操作。 
在上述分组交换装置中，交换单元包括：单播共享缓冲器，用于存储来自分组单元的单播分组；多播共享缓冲器，用于存储来自分组单元的多播分组；分组调度单元，用于根据队列的优先级从队列中调度分组；队列管理单元，用 于分别为每个端口的单播分组队列和多播分组队列分配共享缓冲空间，并将为最高优先级的单播分组队列分配的单播共享缓冲空间用于TDM单播业务或单播分组业务，将为最高优先级的多播分组队列分配的多播共享缓冲空间用于TDM多播业务或多播分组业务，以及在单播分组和多播分组被转发送指定端口后，释放单播分组和多播分组对应的共享缓冲空间；以及地址管理单元，用于管理单播共享缓冲器和多播共享缓冲期的空闲存储地址。 
在上述分组交换装置中，单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的写入速度不低于交换单元的所有输入端口的分组输入速率之和，单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的读出速度不低于交换单元的所有输出端口的分组输出速度之和。 
在上述分组交换装置中，队列管理单元在多播共享缓冲器中将多播分组的存储地址复制到多个指定端口的相应多播队列，在达到预定时间时，释放多播分组存储地址。 
在上述分组交换装置中，在占用的单播共享缓冲空在上述分组交换装置中，在占用的单播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及在占用的多播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。 
在上述分组交换装置中，在单播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及在多播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。 
在上述分组交换装置中，分组调度单元通过以下方式调度相同优先级的单播业务和多播业务：优先调度单播业务，优先调度多播业务，随机调度。 
在上述分组交换装置中，分组调度单元优先调度最高优先级队列中的分组。 
根据本发明的另一方面，提供了一种分组交换方法，其包括以下步骤：S1202，分组单元将输入数据划分或填充为定长的分组；以及S1204，交换单元将来自分组单元的单播分组和多播分组分别划分为至少一个优先级并为每个 优先级的单播分组和多播分组分别分配一个队列，并根据队列的优先级调度分组，其中，分配给最高优先级的单播分组的队列和分配给最高优先级的多播分组的队列用于承载TDM业务或分组业务，分配给其它优先级的单播分组的队列和分配给其它优先级的多播分组的队列用于承载分组业务。 
在上述分组交换方法中，队列用于缓存分组的地址，采用先入先出方式进行操作。 
在上述分组交换方法中，步骤S1204包括：S12042，通过单播共享缓冲器存储来自分组单元的单播分组并将为最高优先级的单播分组队列分配的单播共享缓冲空间用于TDM单播业务或单播分组业务，以及通过多播共享缓冲器存储来自分组单元的多播分组并将为最高优先级的多播分组队列分配的多播共享缓冲空间用于TDM多播业务或多播分组业务；以及S12044，分组调度单元，用于根据队列的优先级从队列中调度分组；以及S12046，在单播分组和多播分组被转发送指定端口后，释放单播分组和多播分组对应的共享缓冲空间。 
在上述分组交换方法中，单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的写入速度不低于交换单元的所有输入端口的分组输入速率之和，单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的读出速度不低于交换单元的所有输出端口的分组输出速度之和。 
在上述分组交换方法中，多播共享缓冲器将多播分组的存储地址复制到多个指定端口的相应多播队列，在达到预定时间时，释放多播分组存储地址。 
在上述分组交换方法中，在占用的单播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及在占用的多播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。 
在上述分组交换方法中，在单播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及在多播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。 
在上述分组交换方法中，通过以下方式调度相同优先级的单播业务和多播业务：优先调度单播业务，优先调度多播业务，随机调度。 
本发明保证了最高优先级业务优先占用全局共享缓冲空间，并将最高优先级业务分组用于转发TDM业务或分组业务，将其他优先级分组仅用于转发分组业务，从而使得本发明的分组交换装置和方法能够同时适应TDM业务和分组业务的交换。 
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 
图1是根据本发明实施例的分组交换装置的功能框图； 
图2是根据本发明实施例的分组交换装置的功能结构图； 
图3是根据本发明实施例的单播共享缓冲器门限设置图； 
图4是根据本发明实施例的多播共享缓冲器门限设置图； 
图5是根据本发明实施例的单播优先级队列结构图； 
图6是根据本发明实施例的单播优先级队列门限设置图； 
图7是根据本发明实施例的单播优先级队列到单播共享缓冲器的映射图； 
图8是根据本发明实施例的多播优先级队列结构图； 
图9是根据本发明实施例的多播优先级队列门限设置图； 
图10是本发明实施例的多播优先级队列到多播共享缓冲器的映射图； 
图11是根据本发明实施例的端口队列调度时隙分布图；以及 
图12是根据本发明实施例的分组交换方法的流程图。 
具体实施方式
下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。 
参考图1，说明根据本发明实施例的分组交换装置。如图1所示，该分组交换装置包括：分组单元102，用于将输入数据划分或填充为定长的分组；以及交换单元104，用于将来自分组单元的单播分组和多播分组分别划分为至少一个优先级并为每个优先级的单播分组和多播分组分别分配一个队列，并且根据队列的优先级进行调度，其中，分配给最高优先级的单播分组的队列和分配给最高优先级的多播分组的队列用于承载TDM业务或分组业务，分配给其它优先级的单播分组的队列和分配给其它优先级的多播分组的队列用于承载分组业务。 
其中，队列用于缓存分组的地址，采用先入先出方式进行操作。 
其中，交换单元104包括：单播共享缓冲器1042，用于存储来自分组单元的单播分组；多播共享缓冲器1044，用于存储来自分组单元的多播分组；分组调度单元1046，用于根据队列的优先级从队列中调度分组；队列管理单元1048，用于分别为每个端口的单播分组队列和多播分组队列分配共享缓冲空间，并将为最高优先级的单播分组队列分配的单播共享缓冲空间用于TDM单播业务或单播分组业务，将为最高优先级的多播分组队列分配的多播共享缓冲空间用于TDM多播业务或多播分组业务，以及在单播分组和多播分组被转发送指定端口后，释放单播分组和多播分组对应的共享缓冲空间；以及地址管理单元1050，用于管理单播共享缓冲器和多播共享缓冲期的空闲存储地址。 
其中，单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的写入速度不低于交换单元的所有输入端口的分组输入速率之和，单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的读出速度不低于交换单元的所有输出端口的分组输出速度之和。 
其中，队列管理单元在多播共享缓冲器中将多播分组的存储地址复制到多个指定端口的相应多播队列，在达到预定时间时，释放多播分组存储地址。 
其中，在占用的单播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及在占用的多播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。 
其中，在单播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及在多播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。 
其中，队列调度单元通过以下方式调度相同优先级的单播业务和多播业务：优先调度单播业务，优先调度多播业务，随机调度。 
其中，队列调度单元优先调度最高优先级队列中的分组。 
具体地，如图2所示，在实际网络中，根据本发明实施例的分组交换装置包括以下部分：单播共享缓冲器(Unicast Share Buffer，简称USB)、多播共享缓冲器(Multicast Share Buffer，简称MSB)、单播优先级队列(Unicast Priority Queue，简称UPQ)、多播优先级队列(Multicast Priority Queue，简称MPQ)、分组调度器(Packet Scheduler，简称PSch)、队列管理(Queue Management，简称QM)、及地址管理(Address Management，简称AM)。 
在下面的描述中，我们假设根据本发明实施例的分组交换装置分别将单播业务和多播业务划分为了4个优先级别。单播业务和多播业务的4优先级分别命名为Pri0(Priority 0，优先级0)、Pri1、Pri2、Pri3。其中，Pri0优先级最高，Pri3优先级最低。每端口每Pri0单播业务和每Pri0多播业务可以选择TDM属性。当选择TDM属性时，指示相应分组承载的是TDM业务，否则，指示相应分组承载的是分组业务。每端口每Pri1、Pri2、Pri3单播业务和每端口每Pri1、Pri2、Pri3多播业务没有TDM属性，只能转发分组业务。 
其中，USB被分组交换装置的交换部件的所有端口单播业务共享使用，采用读写操作分离的双口存贮器结构，以分组为单位存贮业务数据，写入速率不低于交换部件所有输入端口最大分组输入速率之和，读出速率不低于交换部件所有输出端口最大分组输出速率之和。 
QM采用门限值控制单播业务对USB的占用，如图3所示，USB高门限(USB High Threshold，简称USB_HT)是USB的总容量。USB低门限(USBLow Threshold，USB_LT)是USB已经分配给交换部件所有单播优先级业务队列和单播TDM业务队列的容量。USB_LT必须小于USB_HT。从USB_LT到USB_HT之间的缓冲容量保留给TDM单播业务使用。当对USB的占用达到USB_LT时，禁止继续缓冲任何分组业务类型的单播分组。只要对USB的占用没有达到USB_HT，总是允许缓冲任何单播TDM业务分组。 
MSB为交换部件所有端口共享使用，采用读写操作分离的双口存贮器结构，以分组为单位存贮业务数据，写入速率不低于交换部件所有输入端口最大分组输入速率之和，读出速率不低于交换部件所有输出端口最大分组输出速率之和。 
QM采用门限值控制多播业务对MSB的占用，如图4所示，MSB高门限(MSB High Threshold，简称MSB_HT)是MSB的总容量。MSB低门限(MSBLow Threshold，简称MSB_LT)是MSB已经分配给交换部件所有多播优先级业务队列和多播TDM业务队列的容量。MSB_LT必须小于MSB_HT。从MSB_LT到MSB_HT之间的缓冲容量保留给TDM多播业务使用。当对MSB的占用达到MSB_LT时，禁止继续缓冲任何分组业务类型的多播分组。只要对MSB的占用没有达到MSB_HT，总是允许缓冲任何多播TDM业务分组。 
每端口包含的4个单播优先级队列分别为单播优先级队列0(Unicast Priority Queue 0，简称UPQ0)、UPQ1、UPQ2、UPQ3。这些UPQ结构相同，采用FIFO操作方式，如图5所示。UPQ单元存贮特定单播优先级业务分组的检索地址，而不是特定优先级单播业务分组所包含的数据。单播分组存贮地址总是从UPQ头部(UPQ Head，简称UPQ_H)输出，从UPQ尾部(UPQ Tail，简称UPQ_T)的下一个单元加入。 
QM使用门限值限制每端口每UPQ对USB的占用，如图6所示，每端口每UPQ包含UPQ低门限(UPQ Lower Threshold，简称UPQ_LT)和UPQ高门限(UPQ High Threshold，简称UPQ_HT)。UPQ_HT是特定UPQ的存贮空间。UPQ_LT用于控制特定UPQ对应的单播业务对USB的占用，当特定UPQ的分组排队长度低于UPQ_LT时，允许USB继续缓冲对应的单播业务分组。对于每UPQ，设置的UPQ_LT不能大于UPQ_HT。所有UPQ的UPQ_LT之和 等于USB_LT等价的单播分组存贮地址数。 
任何UPQ当前排队的单播分组并不是连续地存贮在USB中，如图7所示，属于同一UPQ的单播分组可以分布在USB的任何位置。 
每端口包含的4个多播优先级队列分别为多播优先级队列0(Multicast Priority Queue 0，简称MPQ0)、MPQ1、MPQ2、MPQ3。这些MPQ结构相同，采用FIFO操作方式，如图8所示。MPQ单元存贮特定多播优先级业务分组的检索地址，而不是特定优先级多播业务分组所包含的数据。多播分组存贮地址总是从MPQ头部(MPQ Head，简称MPQ_H)输出，从MPQ尾部(MPQ Tail，简称MPQ_T)的下一个单元加入。 
QM使用门限值限制每端口每MPQ对MSB的占用，如图9所示，每端口每MPQ包含MPQ低门限(MPQ Lower Threshold，简称MPQ_LT)和MPQ高门限(MPQ High Threshold，简称MPQ_HT)。MPQ_HT是特定MPQ的存贮空间。MPQ_LT用于控制特定MPQ对应的多播业务对MSB的占用，当特定MPQ的分组排队长度低于MPQ_LT时，允许MSB继续缓冲对应的多播业务分组。对于每MPQ，设置的MPQ_LT不能大于MPQ_HT。所有MPQ的MPQ_LT之和等于MSB_LT等价的多播分组存贮地址数。 
QM使用队列输入许可(Queue Input Grant，简称QIG)信号通知外界输入分组，每UPQ和每MPQ都存在对应的QIG信号。对于单播分组业务，任何UPQ排队长度低于该UPQ的UPQ_LT时，QM将对应于该UPQ的QIG信号设置成真，否则设置成假；对于多播分组业务，任何MPQ排队长度低于该MPQ的MPQ_LT时，QM将对应于该MPQ的QIG信号设置成真，否则设置成假。对于单播TDM业务，如果当前对USB的占用低于USB_HT，QM将对应于该UPQ的QIG信号设置成真，否则设置成假；对于多播TDM业务，如果当前对MSB的占用低于MSB_HT时，QM将对应于该MPQ的QIG信号设置成真，否则设置成假。 
任何MPQ当前排队的单播分组并不是连续地存贮在MSB中，如图10所示，属于同一MPQ的多播分组可以分布在MSB的任意位置。从图10可以看出，对于任何多播分组，QM仅在MSB保留一份拷贝，将多播分组的存贮地址复制到多个指定端口的相应多播队列。如“多播分组y”需要多播到端口i、 端口j、端口k，相应的存贮地址被分别被复制到MPQi、MPQj、MPQk。 
PSch按照定长的调度时隙(Schedule Time Slot，简称STS)从UPQs或MPQs调度业务分组。每端口包含一个PSch，负责调度该端口的4个UPQs和4个MPQs。各端口的PSch独立工作。所有PSch每秒钟能够处理的STS总数等价于交换部件每秒钟能够转发的最大分组数，对应于交换部件的最大分组交换容量。PSch基于优先级调度分组，结合图2和图11，调度过程描述如下：尽管特定端口的STS并不邻接，但相邻STS之间的时间间隔相同，且是STS的整数倍，PSch只有在每STS期间才能执行调度操作，每STS最多能够从对应端口的4个UPQs和4个MPQs中调度一个分组；每端口的PSch存在8条队列输出许可(Queue Output Grant，简称QOG)输入信号，分别控制该端口4个UPQs和4个MPQs的调度；特定端口上的相同Pri的UPQ和MPQ具有相同的调度优先级，PSch可优先调度UPQ，或优先调度MPQ，也可以随机选择；当特定的PSch执行调度时，首先调度Pri0队列的分组，如果Pri0队列非空，且对应的QOG信号状态为真，则PSch从相应的Pri0队列中输出一个分组，之后，进入等待状态，等待下一个STS的到来；否则，如果Pri1队列非空，且对应的QOG信号状态为真，则PSch从相应的Pri1队列中输出一个分组，之后，进入等待状态，等待下一个STS的到来；依此类推，直到Pri3队列被调度为止；如果当前STS期间没有合适的分组输出，则PSch直接进入等待状态，等待下一个STS的到来；特定PSch每次从选择的UPQ输出一个单播分组，立即释放该单播分组的存贮地址；特定PSch每次从选择的MPQ输出一个多播分组，如果对应的端口是该多播分组最后一个多播端口，则立即释放该多播分组的存贮地址，否则，继续保持该多播分组的存贮地址；当特定PSch输出一个分组时，同时输出一个多播输出指示(Multicast Output Indicating，简称MCOI)信号，当MCIO信号为真时，指示当前从MSB输出分组多播分组，否则，指示从USB输出单播分组。 
AM负责管理USB和MSB的空闲存贮地址。当特定业务需要缓冲一个单播或多播输入分组时，AM为该业务对应的队列分配一个USB或MSB的空闲存贮地址。每PSch释放一个单播或多播存贮地址，AM立即回收该存贮地址。 
通过以上描述可知，根据本发明实施例的分组交换装置执行的分组交换方法如图12所示，包括以下步骤：S1202，分组单元将输入数据划分或填充为定长的分组；以及S1204，交换单元将来自分组单元的单播分组和多播分组分别 划分为至少一个优先级并为每个优先级的单播分组和多播分组分别分配一个队列，并根据队列的优先级调度分组，其中，分配给最高优先级的单播分组的队列和分配给最高优先级的多播分组的队列用于承载TDM业务或分组业务，分配给其它优先级的单播分组的队列和分配给其它优先级的多播分组的队列用于承载分组业务。 
其中，队列用于缓存分组的地址，采用先入先出方式进行操作。步骤S1204包括：S12042，通过单播共享缓冲器存储来自分组单元的单播分组并将为最高优先级的单播分组队列分配的单播共享缓冲空间用于TDM单播业务或单播分组业务，以及通过多播共享缓冲器存储来自分组单元的多播分组并将为最高优先级的多播分组队列分配的多播共享缓冲空间用于TDM多播业务或多播分组业务；以及S12044，分组调度单元，用于根据队列的优先级从队列中调度分组；以及S12046，在单播分组和多播分组被转发送指定端口后，释放单播分组和多播分组对应的共享缓冲空间。 
其中，单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的写入速度不低于交换单元的所有输入端口的分组输入速率之和，单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的读出速度不低于交换单元的所有输出端口的分组输出速度之和。 
其中，多播共享缓冲器将多播分组的存储地址复制到多个指定端口的相应多播队列，在达到预定时间时，释放多播分组存储地址。 
其中，在占用的单播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及在占用的多播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。 
其中，在单播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及在多播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。 
其中，通过以下方式调度相同优先级的单播业务和多播业务：优先调度单播业务，优先调度多播业务，随机调度。 
综上所述，本发明的核心思想是：为最高优先级业务保留一定的全局缓冲空间，基于全局共享缓冲门限缓冲TDM业务的分组，基于每业务队列门限缓冲分组业务的分组。按照优先级执行端口业务的调度，优先转发最高优先级业务。使用独立的单播共享缓冲器和多播共享缓冲器，并为每端口设置独立的单播业务队列和多播业务队列，避免两者之间的相互影响。 
具体地，本发明实现该核心思想的过程主要包括以下步骤：步骤一，根据本发明的分组交换装置的分组部件按照定长分组交换业务，其中，从用户接口接入的任何业务数据必须分割或填充为特定长度的定长分组后才能发送到分组交换设备的交换部件。根据本发明的分组交换装置中的交换部件将单播业务划分为一个或多个优先级别，并为每端口每优先级单播业务分配一个队列；将多播业务也划分为一个或多个优先级别，并为每端口每优先级多播业务分配一个队列。其中，队列用于排队缓冲分组的存贮地址，按照先进先出(First Input First Output，简称FIFO)方式操作。交换部件包含单播共享缓冲器、多播共享缓冲器、分组调度、队列管理、地址管理等部件。 
步骤二，单播共享缓冲器存贮单播分组；多播共享缓冲器存贮多播分组。两个缓冲器都是双端口存贮结构，一个端口用于写入分组，另一个端口用于读出分组，禁止同时读写相同的存贮地址。共享单播缓冲器和共享多播缓冲器的写入速率不低于交换设备所有输入端口的分组输入速率之和，读出速度不低于交换设备所有输出端口的分组输出速率之和，保证不会出现输入和输出堵塞。 
步骤三，队列管理部件为每端口每优先级单播队列分配特定的单播共享缓冲器空间，并保留部分单播共享缓冲空间用于TDM单播业务；为每端口每优先级多播队列分配特定的多播共享缓冲器空间，并保留部分多播共享缓冲空间用于TDM多播业务。 
步骤四，对于任何多播分组，队列管理部件仅在多播共享缓冲器中保留一份拷贝，将多播分组的存贮地址复制到多个指定端口的相应多播队列。队列管理部件为任何多播分组设置一个计数器，控制多播分组存贮地址的释放。仅当多播分组已经转发到所有指定的端口之后，队列管理部件才能够释放该多播分组对应的存贮空间。 
步骤五，所有最高优先级的单播和多播分组具有可选的TDM属性，如果 当前分组包含TDM属性，指示当前分组承载的是TDM业务，否则，指示当前分组承载的是分组业务。 
步骤六，对于单播分组业务，如果占用的单播共享缓冲空间低于分配值，允许缓冲当前输入的单播分组，否则，丢弃当前输入的单播分组。对于多播分组业务，如果占用的多播共享缓冲空间低于分配值，允许缓冲当前输入的多播分组，否则，丢弃当前输入的多播分组。 
步骤七，对于单播TDM业务，如果单播共享缓冲器存在空闲存贮空间，允许缓冲当前输入的单播分组，否则，丢弃当前输入的单播分组。对于多播TDM业务，如果多播共享缓冲器存在空闲存贮空间，允许缓冲当前输入的TDM多播分组，否则，丢弃当前输入的TDM多播分组。 
步骤八，分组调度部件根据优先级调度业务，最先调度最高优先级业务，最后调度最低优先级业务。相同优先级的单播业务和多播业务属于同一调度级别，可选择优先调度单播业务或多播业务，或者随机选择。 
步骤九，地址管理部件管理单播共享缓冲器和多播共享缓冲器的空闲存贮地址。每存贮地址可以缓冲一个分组。 
本发明使用了独立的单播共享缓冲器和多播共享缓冲器，并为每端口的每单播优先级业务，和每端口每多播优先级业务设置独立的队列，当交换部件转发无连接的分组业务时，如以太网媒介访问控制(Media Access Control，简称MAC)帧，可以将未知目的地址的MAC帧转换为定长的多播分组转发，从而，避免了地址学习过程对单播业务的影响。另外，本发明根据特定的队列门限缓冲分组业务，根据单播共享缓冲器门限和多播共享缓冲器门限缓冲TDM业务，并优先调度TDM业务，在保证TDM业务转发实效性的同时，还能保证TDM业务的转发不受分组业务拥塞的影响。 
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (17)

1.一种分组交换装置，其特征在于包括：
分组单元，用于将输入数据划分或填充为定长的分组；以及
交换单元，用于将来自所述分组单元的单播分组和多播分组分别划分为至少一个优先级并为每个优先级的单播分组和多播分组分别分配一个队列，并且根据队列的优先级进行调度，其中，分配给最高优先级的单播分组的队列和分配给最高优先级的多播分组的队列用于承载TDM业务或分组业务，分配给其它优先级的单播分组的队列和分配给其它优先级的多播分组的队列用于承载所述分组业务。
2.根据权利要求1所述的分组交换装置，其特征在于，所述队列用于缓存所述分组的地址，采用先入先出方式进行操作。
3.根据权利要求1所述的分组交换装置，其特征在于，所述交换单元包括：
单播共享缓冲器，用于存储来自所述分组单元的单播分组；
多播共享缓冲器，用于存储来自所述分组单元的多播分组；
分组调度单元，用于根据所述队列的优先级从所述队列中调度所述分组；
队列管理单元，用于分别为每个端口的单播分组队列和多播分组队列分配共享缓冲空间，并将为最高优先级的单播分组队列分配的单播共享缓冲空间用于TDM单播业务或单播分组业务，将为最高优先级的多播分组队列分配的多播共享缓冲空间用于TDM多播业务或多播分组业务，以及在所述单播分组和所述多播分组被转发送指定端口后，释放所述单播分组和所述多播分组对应的共享缓冲空间；以及
地址管理单元，用于管理所述单播共享缓冲器和所述多播共享缓冲期的空闲存储地址。
4.根据权利要求3所述的分组交换装置，其特征在于，所述单播共享缓冲器和所述多播共享缓冲器的写入速度不低于所述交换单元的所有输入端口的分组输入速率之和，所述单播共享缓冲器和所述多播共享缓冲器的读出速度不低于所述交换单元的所有输出端口的分组输出速度之和。
5.根据权利要求3所述的分组交换装置，其特征在于，所述队列管理单元在所述多播共享缓冲器中将多播分组的存储地址复制到多个指定端口的相应多播队列，在达到预定时间时，释放所述多播分组存储地址。
6.根据权利要求4所述的分组交换装置，其特征在于：
在占用的单播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及
在占用的多播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。
7.根据权利要求4所述的分组交换装置，其特征在于：
在所述单播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及
在所述多播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。
8.根据权利要求3所述的分组交换装置，其特征在于，所述分组调度单元通过以下方式调度相同优先级的单播业务和多播业务：优先调度单播业务，优先调度多播业务，随机调度。
9.根据权利要求3所述的分组交换装置，其特征在于，所述分组调度单元优先调度最高优先级队列中的分组。
10.一种分组交换方法，其特征在于包括：
S1202，分组单元将输入数据划分或填充为定长的分组；以及
S1204，交换单元将来自所述分组单元的单播分组和多播分组分别划分为至少一个优先级并为每个优先级的单播分组和多播分组分别分配一个队列，并根据所述队列的优先级调度所述分组，其中，分配给最高优先级的单播分组的队列和分配给最高优先级的多播分组的队列用于承载TDM业务或分组业务，分配给其它优先级的单播分组的队列和分配给其它优先级的多播分组的队列用于承载所述分组业务。
11.根据权利要求10所述的分组交换方法，其特征在于，所述队列用于缓存所述分组的地址，采用先入先出方式进行操作。
12.根据权利要求10所述的分组交换方法，其特征在于，所述步骤S1204包括：
S12042，通过单播共享缓冲器存储来自所述分组单元的单播分组并将为最高优先级的单播分组队列分配的单播共享缓冲空间用于TDM单播业务或单播分组业务，以及通过多播共享缓冲器存储来自所述分组单元的多播分组并将为最高优先级的多播分组队列分配的多播共享缓冲空间用于TDM多播业务或多播分组业务；以及
S12044，分组调度单元，用于根据所述队列的优先级从所述队列中调度所述分组；以及
S12046，在所述单播分组和所述多播分组被转发送指定端口后，释放所述单播分组和所述多播分组对应的共享缓冲空间。
13.根据权利要求12所述的分组交换方法，其特征在于，所述单播共享缓冲器和所述多播共享缓冲器的写入速度不低于所述交换单元的所有输入端口的分组输入速率之和，所述单播共享缓冲器和所述多播共享缓冲器的读出速度不低于所述交换单元的所有输出端口的分组输出速度之和。
14.根据权利要求12所述的分组交换方法，其特征在于，所述多播共享缓冲器将多播分组的存储地址复制到多个指定端口的相应多播队列，在达到预定时间时，释放所述多播分组存储地址。
15.根据权利要求12所述的分组交换方法，其特征在于：
在占用的单播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及
在占用的多播共享缓冲空间低于分配值的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。
16.根据权利要求12所述的分组交换方法，其特征在于：
在所述单播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的单播分组，否则丢弃当前输入的单播分组；以及
在所述多播共享缓冲器存在空闲存储空间的情况下，允许缓冲当前输入的多播分组，否则丢弃当前输入的多播分组。
17.根据权利要求12所述的分组交换方法，其特征在于，通过以下方式调度相同优先级的单播业务和多播业务：优先调度单播业务，优先调度多播业务，随机调度。
CN2006800564629A 2006-12-21 2006-12-21 分组交换装置及方法 Active CN101542985B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2006/003526 WO2008074191A1 (fr) 2006-12-21 2006-12-21 Système de commutation de paquets et son procédé

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101542985A CN101542985A (zh) 2009-09-23
CN101542985B true CN101542985B (zh) 2011-03-02

Family

ID=39535971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800564629A Active CN101542985B (zh) 2006-12-21 2006-12-21 分组交换装置及方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101542985B (zh)
WO (1) WO2008074191A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9106331B2 (en) 2011-05-20 2015-08-11 Nec Corporation Transmission apparatus and processing method thereof

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101527686B (zh) * 2009-04-07 2011-08-24 华为技术有限公司 一种数据交换方法和设备
CN107342949B (zh) * 2017-06-12 2019-08-20 烽火通信科技股份有限公司 一种实现tdm与分组业务动态复用传输的装置、方法
CN114079628A (zh) * 2020-08-20 2022-02-22 深圳市中兴微电子技术有限公司 报文转发方法、装置、设备及存储介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004066570A1 (ja) * 2003-01-17 2004-08-05 Fujitsu Limited ネットワークスイッチ装置およびネットワークスイッチ方法
ATE335323T1 (de) * 2003-04-22 2006-08-15 Cit Alcatel Verfahren zur verwendung der gesamten resourcenkapazität in einem sdh-netzwerk mit einem verkerrsschutzmechanismus, in gegenwart von einem paketorientierten datennetzwerk, und dazugehörender apparat zur durchführung des verfahrens
US7391777B2 (en) * 2003-11-03 2008-06-24 Alcatel Lucent Distance-sensitive scheduling of TDM-over-packet traffic in VPLS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9106331B2 (en) 2011-05-20 2015-08-11 Nec Corporation Transmission apparatus and processing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN101542985A (zh) 2009-09-23
WO2008074191A1 (fr) 2008-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6389019B1 (en) Time-based scheduler architecture and method for ATM networks
US5327428A (en) Collision-free insertion and removal of circuit-switched channels in a packet-switched transmission structure
US6108338A (en) Method and device for dynamic synchronous transfer mode in a dual ring topology
US5640389A (en) Traffic shaper and packet communication apparatus
US5193090A (en) Access protection and priority control in distributed queueing
Hahne et al. DQDB networks with and without bandwidth balancing
US7535841B1 (en) Flow-rate-regulated burst switches
US7369491B1 (en) Regulating data-burst transfer
CN101146091B (zh) 多通道数据输出方法及系统
CN101212424B (zh) 融合了电路交换和分组交换的以太网交换方法与设备
JPH08293877A (ja) 通信システム
JPH07321823A (ja) マルチキャスティング機能を備えた装置
WO2002073865A2 (en) Time based packet scheduling and sorting system
US5946315A (en) Method and device for synchronizing dynamic synchronous transfer mode in a ring topology
JP3115813B2 (ja) 通信方法
US6965607B1 (en) Access control mechanism for packet switched communication networks
CN101542985B (zh) 分组交换装置及方法
JPH10178451A (ja) ハイブリッド交換機、交換機、及びこれらの交換機におけるｓｔｍデータ再配置方法
JP5418086B2 (ja) 伝送装置及び信号伝送方法
US6347089B1 (en) Simplified ethernet frame switching system architecture without local buffer requirement
JP2003124953A (ja) リング型ネットワークシステム
JP3031792B2 (ja) Ａｔｍセル組立方法
Baiocchi et al. INFONET project: a flexible MAN architecture for very high throughput ATM communications
Stavdas et al. Clustering core nodes allows efficient all-optical payload switching
Kabatepe et al. Bandwidth allocation in fair distributed queue (FDQ) networks

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant