CN104821895B - 一种节能方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能方法，应用于路由设备，该方法包括：监测聚合组成员端口的实际带宽总和；根据非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，确定非选中的成员端口号；根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整，以使所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态而不允许报文通过，进入节能状态。本发明还公开了一种节能装置。采用本发明能够在提高节能效率的基础上不影响转发。

Description

一种节能方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种节能方法及装置。
背景技术
EEE(Energy-Efficient Ethernet，能量高效以太网)是IEEE 802.3az定义的一种节能标准，在端口空闲的时候，降低物理层(PHY)和MAC芯片的功耗，从而达到节能环保的效果。对于单独使用EEE功能，一般路由设备端口只要收到或者发出报文，就会触发其节能状态转为非节能的状态，这样做节省能源效率不高。通过实际的验证发现，节能状态下功率可以降低20％到30％。
端口聚合技术是目前报文转发普遍应用的一种技术，该技术首先将以太网收发机的物理端口加入聚合组，成为聚合组中的成员端口，然后使用哈希算法，使得聚合组下的成员端口可以根据报文的报文头信息，对流量进行负载分担。如此，聚合组在使用哈希算法分担流量时，在聚合组每个成员端口都使能EEE功能，且都处于选中状态的情况下，每个端口都有可能有流量的进出，这样导致EEE的节能状态不能一直保持，或者不能保持相对较长时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能方法及装置，能够实现在提高节能效率的基础上不影响转发。
本发明实施例提供了一种节能方法，应用于路由设备，该方法包括：监测聚合组成员端口的实际带宽总和；根据非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，确定非选中的成员端口号；根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整，以使所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态而不允许报文通过，进入节能状态。
本发明实施例还提供了一种节能装置，应用于路由设备，该装置包括：监控单元，监测聚合组成员端口的实际带宽总和；确定单元，根据非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，确定非选中的成员端口号；处理单元，根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整，以使所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态而不允许报文通过，进入节能状态。
本发明的有益效果在于，不需要像现有技术那样聚合组的所有成员端口都处于选中状态，而是监测聚合组成员端口的实际带宽总和；根据非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，确定非选中的成员端口号，最终确保非选中的成员端口无流量出入，确保能够长时间保持在节能状态。这样就实现了既不影响数据报文的转发，又能实现充分节能的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种节能方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的一种节能装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
聚合组的某一成员端口不可能长时间不间断地高速率转发报文，有可能在一天之中不同时间段才出现不间断地高速率转发报文；或者聚合组成员端口长时间处于实际输入的流量带宽少于聚合组成员端口理论带宽的总和，并且可以仅仅使用部分的成员端口进行报文的分担。此时，可以通过采用本发明的方法，在上述情况下达到节能的目的，并且在提升节能效率的基础上不影响报文的转发。
如图1所示，本发明实施例提供了一种节能方法，该方法应用于路由设备，该方法包括以下步骤：
步骤11、监测聚合组成员端口的实际带宽总和；
该步骤中，预先将路由设备的每个端口加入同一聚合组，并使能EEE功能。支持了EEE功能的成员端口，只要有流量经过，就会从节能状态切换到非节能状态。
具体地，监测聚合组成员端口的实际带宽总和的方法包括：
对加入聚合组的成员端口的缓存设置时钟；
通过触发时钟在设定的时间间隔内查询进入缓存内的报文数目；
根据所述时间间隔内缓存中的报文数目计算得到聚合组成员端口的实际带宽总和。
在步骤11监测聚合组成员端口的实际带宽总和的同时，报文需要选择成员端口进行转发，本发明中，并非像现有技术那样所有成员端口都处于选中状态，所以，根据接收报文的报文头信息和当前聚合组中处于选中状态的成员端口数目进行哈希计算，确定转发报文的成员端口；其中，报文头信息包括：源MAC、目的MAC、源IP、目的IP、源端口号或者目的端口号中的任意一种，或者任意几种的组合。
步骤12、根据非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，确定非选中的成员端口号；
具体地，根据聚合组中每个成员端口的理论带宽设置非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系。
步骤13、根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整，以使所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态而不允许报文通过，并进入节能状态。
其中，根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整的方法包括：
如果所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于选中状态，则将该成员端口切换为非选中状态，同时向该成员端口发送携带睡眠信息的EEE协议报文，以使该成员端口切换为节能状态；
如果聚合组中选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态，则将该成员端口切换为选中状态，同时向该成员端口发送携带唤醒信息的EEE协议报文，以使该成员端口切换为工作状态。
为清楚介绍本发明，下面列举具体场景进行说明。
实施例一
本实施例中路由设备包括4个物理端口，端口号分别为1，2，3，4。每个物理端口的理论带宽为1Gbps，将4个物理端口加入聚合组，聚合组中所有成员端口都为选中状态，并且聚合组中的每个成员端口都使能EEE功能。
预先根据聚合组中每个成员端口的理论带宽设置非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，如表1所示：
表1
表1中，当聚合组成员端口实际带宽总和处于0-0.9Gbps时，将成员端口4，3，2切换为非选中状态；当聚合组成员端口实际带宽总和处于0.9-1.9Gbps时，将成员端口4，3切换为非选中状态；当聚合组成员端口实际带宽总和处于1.9-2.9Gbps时，将成员端口4切换为非选中状态；当聚合组成员端口实际带宽总和处于2.9-4.0Gbps时，成员端口全部为选中状态。
路由设备接收报文后进入缓存，通过触发时钟实时监测聚合组成员端口的实际带宽总和，同时通过哈希计算确定每一条报文由哪个成员端口转发到对端设备。
针对进入路由设备的每一条报文将源MAC地址和目的MAC地址的后三位进行异或计算，异或计算的结果与当前聚合组中处于选中(Selected)状态的端口数目进行哈希，哈希的结果决定了这条报文由哪个成员端口进行转发。本实施例中当前聚合组中处于选中状态的端口数目为4。
同时，实时监测聚合组成员端口的实际带宽总和。具体实现可以为：对加入聚合组的4个成员端口的缓存设定时钟，通过触发时钟，时间间隔为1微秒，每微秒查询进入缓存内的报文数目，每微秒进入缓存内的报文数目即为聚合组成员端口的实际带宽总和。
当获取的聚合组成员端口的实际带宽总和为2.4Gbps时，根据表1的查询，确定成员端口4为非选中状态，则将成员端口4设置为非选中状态，同时向成员端口4发送携带睡眠信息(sleep)的EEE协议报文，以使成员端口4变为节能状态，此期间，该端口只响应EEE协议报文，对其他任何报文都不响应。
当获取的聚合组成员端口的实际带宽总和由2.4Gbps上升到3.0Gbps时，根据表1的查询，确定成员端口全部为选中状态，则将成员端口4设置为选中状态，同时向成员端口4发送携带唤醒信息(wake)的EEE协议报文，即通知原来节能状态链路下的端口4，进入到工作状态。
当获取的聚合组成员端口的实际带宽总和由2.4Gbps下降到1.9-0.9Gbps这个区间，根据表1的查询，确定成员端口3和4为非选中状态，由于成员端口4已经处于非选中状态，则将成员端口3设置为非选中状态，同时向成员端口3发送携带睡眠信息(sleep)的EEE协议报文，使得成员端口3变为节能状态，此期间，该端口只响应EEE协议报文，对其他任何报文都不响应。此时，只用4条聚合链路中的2条进行转发，另外2条链路对应的端口均处于节能状态。这样就实现了既不影响数据报文的转发，又能实现充分节能的目的。
实施例二
本实施例中路由设备包括4个物理端口，端口号分别为1，2，3，4。每个物理端口的理论带宽为1Gbps，将4个物理端口加入聚合组，聚合组中只有成员端口1处于选中的状态，其他成员端口处于非选中状态，并且聚合组中的每个成员端口都使能EEE功能。
预先根据聚合组中每个成员端口的理论带宽设置非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，仍然如表1所示。
路由设备接收报文后进入缓存，通过触发时钟实时监测聚合组成员端口的实际带宽总和，同时通过哈希计算确定每一条报文由哪个成员端口转发到对端设备。
针对进入路由设备的每一条报文将源MAC地址和目的MAC地址的后三位进行异或计算，异或计算的结果与当前聚合组中处于选中(Selected)状态的端口数目进行哈希，哈希的结果决定了这条报文由哪个成员端口进行转发。本实施例中当前聚合组中处于选中状态的端口数目为1。
同时，实时监测聚合组成员端口的实际带宽总和。具体实现可以为：对加入聚合组的4个成员端口的缓存设定时钟，通过触发时钟，每1微秒查询进入缓存内的报文数目，每微秒进入缓存内的报文数目即为聚合组成员端口的实际带宽总和。
需要说明的是，初始状态只有成员端口1处于选中状态，所以初始报文都由成员端口1转发。
当获取的聚合组成员端口的实际带宽总和在0-0.9Gbps区间时，根据表1的查询，仍然保持成员端口1处于选中状态，成员端口2、3、4处于非选中状态。
当获取的聚合组成员端口的实际带宽总和大于0.9Gbps时，进一步确定在0.9-1.9Gbps区间时，根据表1的查询，确定成员端口3和4为非选中状态，由于成员端口1已经处于选中状态，则将成员端口2设置为选中状态，同时向成员端口2发送携带唤醒信息(wake)的EEE协议报文，使得成员端口2切换到工作状态。此时，只用4条聚合链路中的2条进行转发，另外2条链路对应的端口均处于节能状态。这样就实现了既不影响数据报文的转发，又能实现充分节能的目的。
需要注意的是，本发明实施例一和二，对于非选中的端口，保证除EEE协议报文外，其他的业务报文，协议报文均不使用其进行转发。
另外，在设置的时间间隔内查询缓存内的报文数目，一般情况下，时间间隔的大小，取决于聚合组成员端口的实际带宽总和是否在一定时间内总趋于某个区间临界值，如果聚合组成员端口的实际带宽总和在一定时间内总趋于0.9Gbps，或1.9Gbps，或2.9Gbps时，查询缓存内报文数目的时间间隔自动变小，以降低由于链路的切换导致丢包的风险。
本发明最终确保非选中的成员端口无流量出入，确保能够长时间保持在节能状态。
基于同样的发明构思，本发明实施例还提出一种节能装置，该装置应用于路由设备，如图2所示，该装置包括：
监控单元201，监测聚合组成员端口的实际带宽总和；
确定单元202，根据非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，确定非选中的成员端口号；
处理单元203，根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整，以使所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态而不允许报文通过，进入节能状态。
该装置进一步包括聚合单元204，预先将路由设备的每个端口加入同一聚合组，并使能能量高效以太网EEE功能。
所述监控单元201具体用于，对加入聚合组的成员端口的缓存设置时钟；通过触发时钟在设定的时间间隔内查询进入缓存内的报文数目；根据所述时间间隔内缓存中的报文数目计算得到聚合组成员端口的实际带宽总和。
所述确定单元202中具体根据聚合组中每个成员端口的理论带宽设置非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系。
所述处理单元203具体用于，如果所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于选中状态，则将该成员端口切换为非选中状态，同时向该成员端口发送携带睡眠信息的EEE协议报文，以使该成员端口切换为节能状态；如果聚合组中选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态，则将该成员端口切换为选中状态，同时向该成员端口发送携带唤醒信息的EEE协议报文，以使该成员端口切换为工作状态。
该装置还包括哈希单元205，根据接收报文的报文头信息和当前聚合组中处于选中状态的成员端口数目进行哈希计算，确定转发报文的成员端口；
所述报文头信息包括：源MAC、目的MAC、源IP、目的IP、源端口号或者目的端口号中的任意一种，或者任意几种的组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种节能方法，应用于路由设备，该方法包括：
监测聚合组成员端口的实际带宽总和；
根据非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，确定非选中的成员端口号；
根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整，以使所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态而不允许报文通过，进入节能状态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先将路由设备的每个端口加入同一聚合组，并使能能量高效以太网EEE功能。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测聚合组成员端口的实际带宽总和的方法包括：
对加入聚合组的成员端口的缓存设置时钟；
通过触发时钟在设定的时间间隔内查询进入缓存内的报文数目；
根据所述时间间隔内缓存中的报文数目计算得到聚合组成员端口的实际带宽总和。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据聚合组中每个成员端口的理论带宽设置非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整的方法包括：
如果所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于选中状态，则将该成员端口切换为非选中状态，同时向该成员端口发送携带睡眠信息的EEE协议报文，以使该成员端口切换为节能状态；
如果聚合组中选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态，则将该成员端口切换为选中状态，同时向该成员端口发送携带唤醒信息的EEE协议报文，以使该成员端口切换为工作状态。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：根据接收报文的报文头信息和当前聚合组中处于选中状态的成员端口数目进行哈希计算，确定转发报文的成员端口；
所述报文头信息包括：源MAC、目的MAC、源IP、目的IP、源端口号或者目的端口号中的任意一种，或者任意几种的组合。
7.一种节能装置，应用于路由设备，该装置包括：
监控单元，监测聚合组成员端口的实际带宽总和；
确定单元，根据非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系，确定非选中的成员端口号；
处理单元，根据所述非选中的成员端口号对聚合组中成员端口的选中状态进行调整，以使所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态而不允许报文通过，进入节能状态。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括聚合单元，预先将路由设备的每个端口加入同一聚合组，并使能能量高效以太网EEE功能。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述监控单元具体用于，
对加入聚合组的成员端口的缓存设置时钟；
通过触发时钟在设定的时间间隔内查询进入缓存内的报文数目；
根据所述时间间隔内缓存中的报文数目计算得到聚合组成员端口的实际带宽总和。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元中具体根据聚合组中每个成员端口的理论带宽设置非选中成员端口号和聚合组成员端口带宽总和所在区间之间的对应关系。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于，
如果所述非选中的成员端口号对应的成员端口处于选中状态，则将该成员端口切换为非选中状态，同时向该成员端口发送携带睡眠信息的EEE协议报文，以使该成员端口切换为节能状态；
如果聚合组中选中的成员端口号对应的成员端口处于非选中状态，则将该成员端口切换为选中状态，同时向该成员端口发送携带唤醒信息的EEE协议报文，以使该成员端口切换为工作状态。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置还包括哈希单元，根据接收报文的报文头信息和当前聚合组中处于选中状态的成员端口数目进行哈希计算，确定转发报文的成员端口；
所述报文头信息包括：源MAC、目的MAC、源IP、目的IP、源端口号或者目的端口号中的任意一种，或者任意几种的组合。
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