CN102710600B - 一种提高弹性分组环吞吐量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高弹性分组环吞吐量的方法，包括将RPR首部的18字节进行压缩；对IP数据包进行RPR协议封装时，在数据包的MAC帧头和IP包头之间插入开销字节；每个RPR节点接收IP包，并从IP包中提取开销字节，进行协议处理。本发明结合了RPR协议和以太网格式的特点，适当的减少开销字节，在单位时间内提高通过的IP包数量，可以优化系统带宽，充分发挥设备的传输性能。
Description
技术领域
本发明涉及网络技术领域，具体涉及一种提高弹性分组环吞吐量的方法。
背景技术
对新一代宽带城域传送网的要求可以概括为基于宽带IP，可扩展，低成本，支持新业务以及多种物理接口和计费系统，同时支持传统的语音和数据业务。目前构建宽带城域光传送网采用的3种技术：城域WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)环网、基于以SDH(SynchronousDigitalHierarchy)为基础的多业务传送平台(MSTP-Multi-ServiceTransportPlatform)以及弹性分组环(RPR，ResilientPacketRing)，它们各有自己的特点和适用范围。其中，RPR技术集成了IP的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽和可靠性。
RPR协议是一种MAC层协议，是为优化在环型拓扑上传输数据包而提出的一种全新的千兆IP包直接由光纤承载(IPoverFiber)的技术，扩展了以太网现有的点到点、点到多点和网状网拓扑应用。它一方面吸收了千兆以太网经济、灵活和可扩展等特点，另一方面吸收了SDH对延时和抖动性能的严格保障、可靠的时钟和SDH环网的50ms快速保护的优点，具有双环结构、空间复用机制、灵活的业务带宽颗粒、带宽动态共享和分配、统计复用、支持业务级别、自动识别网络拓扑结构、基于源路由的保护倒换等主要特点，是当前光网络上传输数据包的一种优化技术。
然而，随着越来越多的用户加入到以视频下载、移动播客为代表的业务应用中，系统吞吐量不足的缺点已经月来越有可能成为弹性分组环深度发展的瓶颈。如何在现有的设备基础上，尽量的降低数据业务的每比特(bit)成本，以及如何提高系统吞吐量是弹性分组环技术发展所面临的重要挑战。
发明内容
为了解决现有技术的技术弹性分组环系统吞吐量不足的问题，本发明提供一种提高弹性分组环吞吐量的方法。
一种提高弹性分组环吞吐量的方法，包括将RPR首部的18字节进行压缩；对IP数据包进行RPR协议封装时，在数据包的MAC帧头和IP包头之间插入开销字节；每个RPR节点接收IP包，并从IP包中提取开销字节，进行协议处理。
进一步的，将RPR首部的18字节进行压缩包括去掉扩展环控制字段，目的/源RPR地址都减少为一个字节。
进一步的，所述开销字节为4个字节。
相较于现有技术，本发明结合了RPR协议和以太网格式的特点，适当的减少开销字节，在单位时间内提高通过的IP包数量，可以优化系统带宽，充分发挥设备的传输性能。
附图说明
图1是现有技术RPR帧结构的示意图；
图2是本发明一个实施例的RPR帧结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
本发明提高弹性分组环吞吐量的方法包括把RPR首部的18字节进行压缩，具体包括减少或去掉不必要的开销字节；对IP数据包进行RPR协议封装时，插入开销字节，其中，这种方法类似于VLANTAG，开销字节的插入位置在数据包的MAC帧头和IP包头之间；每个RPR节点接收IP包，并从IP包中提取开销字节，进行协议处理，如拓扑自动学习、保护、公平算法等。
吞吐量是指在没有帧丢失的情况下，设备能够承受的最大速率。吞吐量单位以比特/秒或字节/秒表示，具体公式可表示为：
吞吐量＝物理传输速率×有效负荷/(有效负荷+开销)(1)
其中，物理传输速率是指每秒钟通过信道传输的比特数或字节数。
参考公式(1)，假如没有开销字节，吞吐量就与物理传输速率相等。但不管什么传送网技术，都存在开销字段，以实现协议所需的功能，如保护、时钟同步等。在RPR环网传输过程中，不改变物理传输速率的前提下，IP包作为有效负荷，被重新封装成RPR帧结构，有效负荷在RPR帧结构中的比率下降，也就是单位时间内通过的有效负荷减少，系统吞吐量也随之减少，因此开销字节将是系统吞吐量指标的关键因素。
请参考图1，标准定义的RPR帧结构首部有18个字节，包括环控制字段、扩展环控制字段，目的MAC地址和源MAC地址。除了环控制字段体现RPR特色外，其余字段与以太帧格式很类似。在环控制字段中，包括了众多的控制内容，如选环信息、公平带宽分配选项、帧类型、业务级别、故障切换方式、广播标志等等，提供了主动的性能监测、故障监测等各种功能，充分保证环操作的丰富、灵活和高效。
本发明提高弹性分组环吞吐量的方法的一个实施例中，对RPR首部18个字节进行压缩，由于环选择字段功能比较多，因此不进行修改。去掉辅助的扩展环控制字段，目的/源RPR地址都减少到一个字节，也可支持255个节点，满足多点组网的应用需求。根据所述实施例修改后的RPR帧结构如图2所示。
参考公式(1)，在相同物理传输介质N的前提下，修改后的RPR开销字节只有4个字节，假如传送最小帧64字节，吞吐量＝N×64/(64+4)，有效负荷的比率约等于94％，而标准RPR传送最小帧，吞吐量＝N×64/(64+22)，有效负荷的比率约等于74％，因此，理论上最小帧64字节的吞吐量指标可提高20％。上述实施例中，对帧结构首部进行压缩可采用FPGA控制器实现。
相较于现有技术，本发明结合了RPR协议和以太网格式的特点，适当的减少开销字节，在单位时间内提高通过的IP包数量，可以优化系统带宽，充分发挥设备的传输性能。本发明可以采用FPGA来实现，应用起来更灵活，软件上不需要做很大的修改，相对标准的RPR协议，具有良好的性能优势。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种提高弹性分组环吞吐量的方法，其特征在于，包括:将弹性分组环RPR首部的18字节进行压缩；对IP数据包进行弹性分组环RPR协议封装时，在数据包的MAC帧头和IP包头之间插入开销字节；每个弹性分组环RPR节点接收IP包，并从IP包中提取开销字节，进行协议处理；
其中所述将弹性分组环RPR首部的18字节进行压缩，包括去掉扩展环控制字段，目的弹性分组环RPR地址和源弹性分组环RPR地址都减少为一个字节。
2.根据权利要求l所述的提高弹性分组环吞吐量的方法，其特征在于，所述开销字节为4个字节。
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