CN105634985B - 一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法 - Google Patents

一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，包括：初始化在PON芯片虚拟出的8个逻辑端口，8个虚拟逻辑端口对应DSP芯片8个物理DSL端口，每个虚拟逻辑端口创建用于缓存报文的出口队列；在每个虚拟逻辑端口入口过滤报文，确定将报文丢弃、进CPU还是进行普通业务流处理；对普通业务流进行流分类及Vlan处理；在虚拟逻辑端口产生流量拥塞时根据队列调度算法进行出口队列调度。本发明实现了FTTdp GPON多DSL端口ONU每个端口业务流正常转发，如同PON芯片8个物理端口与DSP 8个物理DSL端口对接，每个端口之间的流不相互影响，也能通过出口队列调度保证流量拥塞时高优先级业务优先通过。

Description

一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种FTTdp(光纤到分配点)多DSL端口ONU业务流的处理方法。
背景技术
目前在一些发展相对滞后的国家，尤其是对于以铜缆为基础设施的老小区，宽带服务还是基于铜线，速率较慢，如果进行网络改造的话，由于目前主流的PON芯片物理端口不够，不能很好地满足网络改造要求。若采用光纤到户(FTTH)进行改造的话，光纤到楼栋应用中地下室供电也不方便，且网络改造的成本较高。因此，急需提供一种新的方法，能够以较低的成本对网络进行改造，解决目前主流PON芯片物理端口不够、不能很好地满足现网改造要求的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新的方法，能够以较低的成本对网络进行改造，解决目前主流PON芯片物理端口不够、不能很好地满足现网改造要求的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，包括以下步骤：
步骤S10、初始化在PON芯片虚拟出的8个逻辑端口，8个虚拟逻辑端口分别对应DSP芯片的8个物理DSL端口，同时，在每个虚拟逻辑端口创建8个用于缓存不同优先级报文的出口队列；
步骤S20、在每个虚拟逻辑端口的入口对报文进行过滤，确定将报文直接丢弃、匹配进CPU还是进行普通业务流处理；
步骤S30、对过滤出来的普通业务流进行流分类及Vlan处理；
步骤S40、在虚拟逻辑端口产生流量拥塞时，根据队列调度算法进行出口队列调度。
在上述技术方案中，步骤S10中的8个虚拟逻辑端口分别为sid0-sid7,所述8个虚拟逻辑端口在内部使用时等同于8个物理端口，通过G.int协议中携带的sid号可以区分不同虚拟逻辑端口的报文，所述出口队列用于缓存cos0-cos7的报文。
在上述技术方案中，步骤S20中确定将所述报文匹配进CPU具体包括以下步骤：
步骤S201、所述报文到达所述虚拟逻辑端口的入口时，最先走filter模块，按照初始化时配置的filter条件进行过滤；
步骤S202、匹配进CPU的所述报文被送往CPU队列0-7中的某一个队列；
步骤S203、匹配进CPU队列的所述报文由网卡驱动进行过滤，将过滤后的所述报文发送到用户态的相应线程进行进一步处理。
在上述技术方案中，步骤S30具体包括以下步骤：
步骤S301、根据报文的下行端口是否为组播Gem port或者组播Mac判断过滤出来的普通业务流的类型，如果是组播Gem port或者组播Mac，则为组播流，转步骤S302；否则，转步骤S305；
步骤S302、查询组播表，判断该组播流与组播表是否匹配，如果匹配则转步骤S303；否则转步骤S304；
步骤S303、继续向下转发所述组播流，并对所述组播流进行Vlan处理，转步骤S307；
步骤S304、直接丢弃该组播流，转步骤S307；
步骤S305、组播流之外的流作为普通单播流，进入ingress class模块进行二层转发，转步骤S306；
步骤S306、对普通单播流进行Vlan处理，转步骤S307；
步骤S307、结束。
在上述技术方案中，步骤S40具体包括以下步骤：
步骤S401、出口队列调度采用三级组织模式；
步骤S402、设置每一级的调度算法，第一级和第二级的调度模式设置为WRR，第三级的调度模式设置为SP；
步骤S403、在报文确定了出口的具体队列之后，进入相应的队列，在所述虚拟逻辑端口产生流量拥塞时根据步骤S402设置的调度算法生效，从而保证高优先级业务的优先级。
在上述技术方案中，所述第一级为egress_tm，命名为egress_tm1，级别为group；egress_tm1下再挂8个egress_tm,作为第二级，命名为egress_tm2，egress_tm3…egress_tm9，级别为queue，egress_tm2到egress_tm9分别对应从虚拟逻辑端口1到虚拟逻辑端口8的上行数据；第二级别中的每个egress_tm下再挂8个queue,作为第三级，命名为queue0，queue1…queue7，级别为queue。
在上述技术方案中，在步骤S202中，实时性要求最高、最重要的所述报文被送往优先级最高的队列0，其它报文次之。
在上述技术方案中，所述Vlan处理具体包括对Vlan id和pbit的添加、删除和修改。
在上述技术方案中，所述Vlan处理以添加tag操作为例，如果进入所述虚拟逻辑端口的原始报文是不带Vlan的，包含以下两种情况：如果所述原始报文不带优先级，则进行所述Vlan处理之后的报文添加出口Vlan及出口优先级；如果所述原始报文带有优先级，则进行所述Vlan处理之后的报文只添加出口Vlan，所述出口优先级维持不变。
在上述技术方案中，所述Vlan处理以添加tag操作为例，如果进入所述虚拟逻辑端口的原始报文是带有Vlan的，包含以下三种情况：如果所述原始报文带有Vlan且Vlan id为0，则出口报文不做任何修改；如果所述原始报文带有一层Vlan id非0的Vlan，则出口报文变成两层Vlan，最外层添加了外层Vlan，且外层Vlan的优先级复制了内层Vlan的优先级；如果所述原始报文已经是双层Vlan,则出口报文不做任何修改。
本发明实现了FTTdp GPON多DSL端口的ONU每个虚拟逻辑端口业务流的正常转发，如同硬件上PON芯片的8个物理端口与DSP芯片的8个物理DSL端口对接，每个虚拟逻辑端口之间的流不相互影响，同时，也能通过出口队列调度保证流量拥塞情况下高优先级业务流的优先通过。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法流程图；
图2为本发明实施例提供的步骤S20中将报文匹配进CPU的流程图；
图3为本发明实施例提供的步骤S30的流程图；
图4为本发明实施例提供的流分类的流程图；
图5本发明实施例提供的添加tag操作的过程图；
图6为本发明实施例提供的步骤S40的流程图；
图7本发明中上行队列组织结构图。
具体实施方式
本方案提供了一种FTTdp(光纤到分配点)多DSL(Digi tal Subscriber Line，数字用户线路)端口ONU业务流的处理方法，FTTdp充分利用了现有的网络设施，将光纤和现有的铜线设施有效地利用起来，利用现有的电话线路给用户提供超过普通基于铜线宽带服务两倍以上的速率，可以让网络服务商在现有的铜线接入网络上挖掘更大的利用价值。
本方案利用反向供电技术，即利用放在用户家里的调制解调器给分配点供电，很好地解决了在光纤到楼栋应用中地下室供电不方便的问题，同时也避免了接入设备离交流电源太近，不安全的问题。本方案最多可以同时服务八个用户，通过反向供电可以做到灵活分配，如果八个用户同时使用家中的调制解调器获取网络数据，则由这八个调制解调器共同分担分配点的电量供应；如果只有一个用户在使用家中的调制解调器获取网络数据，则由该用户独自给分配点供电。该FTTdp多DSL端口ONU对于以铜缆为基础设施的老小区，进行网络改造在成本方面较光纤到户(FTTH)有很大优势。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，具体包括以下步骤：
步骤S10、初始化在PON芯片虚拟出的8个逻辑端口，8个虚拟逻辑端口分别对应DSP芯片的8个物理DSL端口，同时，在每个虚拟逻辑端口创建8个用于缓存不同优先级报文的出口队列。
步骤S20、在每个虚拟逻辑端口的入口对报文进行过滤，确定将过滤后的报文直接丢弃、匹配进CPU还是进行普通业务流处理。
步骤S30、对过滤出来的普通业务流进行流分类及Vlan处理。
步骤S40、在虚拟逻辑端口产生流量拥塞时，根据队列调度算法进行出口队列调度。
在上述方法中，步骤S10中的8个虚拟逻辑端口分别为sid0-sid7,这8个虚拟逻辑端口在内部使用时等同于8个物理端口，通过G.int协议中携带的sid号可以区分出不同虚拟逻辑端口的报文，创建的8个出口队列用于缓存cos0-cos7的流。
如图2所示，在上述方法中，步骤S20中将报文匹配进CPU具体包括以下步骤：
步骤S201、报文到达虚拟逻辑端口的入口时，最先走filter模块(滤波器)，按照初始化时配置的filter条件(过滤条件)进行过滤。
例如IGMP报文，由于初始化时配置了IGMP filter，因此IGMP报文会匹配进CPU的过滤规则。
步骤S202、匹配进CPU的报文被送往CPU队列0-7中的某一个队列。
其中，实时性要求最高、最重要的报文被送往优先级最高的队列0，其他报文次之，IGMP报文是比较重要的控制报文，处理的优先级也很高，因此一般放在优先级比较高的CPU队列3。
步骤S203、匹配进CPU队列的报文由网卡驱动进行过滤，根据相应的特征将过滤后的报文发送到用户态的相应线程进行进一步处理，例如线路标识线程、组播线程等。
IGMP报文进入CPU队列后，会触发CPU收包中断，网卡驱动从CPU队列3接收到IGMP报文之后交由用户态的IGMP线程处理，IGMP线程在初始化时也应设置比较高的处理优先级。
如图3所示，在上述方法中，步骤S30具体包括以下步骤：
步骤S301、根据报文的下行端口是否为组播Gem port或者组播Mac判断过滤出来的普通业务流的类型，如果是组播Gem port或者组播Mac，则为组播流，转步骤S302；否则，转步骤S305。
如图4所示，为本发明实施例提供的流分类的流程图。
步骤S302、查询组播表，判断该组播流与组播表是否匹配，如果匹配则转步骤S303；否则转步骤S304。
步骤S303、继续向下转发该组播流，并对其进行Vlan处理，转步骤S307。
步骤S304、直接丢弃该组播流，转步骤S307。
组播分类流只针对下行流起作用，下行流到达PON系统后，先查组播表，如果匹配则继续向下转发，否则丢弃。PON驱动只做组播流过滤、组播表添加、删除、查找功能，更细节的处理逻辑由上层组播模块来实现。组播分类功能可以作为一种流过滤机制来保护CPU免受未知组播报文的冲击。
例如收到一个目的MAC地址为01:00:5e:xx:xx:xx的报文，则判断为组播报文，下一步将进入IPTV模块，查组播表，如果匹配则转发，否则丢弃。
步骤S305、组播流之外的流作为普通单播流，进入IC(ingress class模块)进行二层转发，转步骤S306。
二层转发主要是找到流的出口，IC规则的实质是指定某一类报文的入口和出口，IC规则分为上行规则和下行规则，上行规则的入口指这条流从哪个用户口上来的，上行规则的出口指从哪条gem port发送出去，并指定缓存到该条gem port对应的tcont的哪个队列；下行规则的入口指这条流是从哪个gem port下来的，下行规则的出口指要发送到哪个用户口上，并指定缓存到该用户口的哪个队列。
例如收到一个目的MAC地址为00:00:00:11:11:01的报文，则该报文判断为普通单播报文，则下一步进入IC模块进行处理，例如在端口3上配置一条单播透传Vlan为200的业务，上行方向会新建一个基于外层Vlan id的流分类对象，并在该流分类对象下增加一条流，这条上行流的入口就是用户口0(从用户口0开始，到用户口3)，出口是光口，gem port为这条普通单播业务的gem port。下行方向也会新建一个基于外层vid的流分类对象，并在该流分类对象下增加一条流，这条下行流的入口是这条业务的gem port，出口就是用户口2。
队列的指定有两种方式，如果流分类对象的流的映射方法配置的是流，而不是包，队列号就是这里指定的队列，如果配置的是优先级，就会根据用户口或者tcont上配置的优先级到队列映射表来映射。
步骤S306、对普通单播流进行Vlan处理，转步骤S307。
组播流和普通单播流的Vlan处理流程一样，Vlan处理不能应用于用户口之间，也不能应用于从CPU直接发往队列的报文处理，只能用于PON口到LAN口之间的报文处理，具体包括对Vlan id、pbit的添加、删除和修改。
上述Vlan处理过程以添加tag操作为例，如图5所示，如果进入虚拟逻辑端口的原始报文是不带Vlan的，包含以下两种情况：如果原始报文不带优先级，则进行Vlan处理之后的报文添加出口Vlan及出口优先级；如果原始报文带有优先级，则进行Vlan处理之后的报文只需添加出口Vlan，出口优先级维持不变。如果进行虚拟逻辑端口的原始报文是带有Vlan的，包含以下三种情况：如果原始报文带有Vlan且Vlan id为0，则出口报文不做任何修改；如果原始报文带有一层Vlan id非0的Vlan,则出口报文变成双层Vlan，最外层添加了外层Vlan(OV)，且最外层Vlan的优先级复制了内层Vlan的优先级；如果原始报文已经是双层Vlan,则出口报文不做任何修改。
步骤S307、结束。
如图6所示，在上述方法中，步骤S40具体包括以下步骤：
步骤S401、出口队列调度采用三级组织模式。
如图7所示，以上行的队列组织模式为例(下行类似)，第一级为egress_tm，命名为egress_tm1，级别为group；egress_tm1下再挂8个egress_tm,作为第二级，命名为egress_tm2，egress_tm3…egress_tm9,级别为queue，egress_tm2到egress_tm9分别对应从虚拟逻辑端口1到虚拟逻辑端口8的上行数据；第二级别中的每个egress_tm下再挂8个queue,作为第三级，命名为queue0，queue1…queue7，级别为queue。
步骤S402、设置每一级的调度算法，第一级和第二级的调度模式都设置为WRR(Weighted Round Robin，加权循环调度算法)，保证各虚拟逻辑端口之间数据流的公平性，第三级的调度模式设置为SP，保证虚拟逻辑端口内优先级高的流优先通过。
egress_tm1采用权重优先级的调度模式，用于管理egress_tm2至egress_tm9的调度，为了保证各个用户上行数据调度的公平性，egress_tm2至egress_tm9的权重都统一设置为100，第三级为队列,第二级中的每个egress_tm下挂8个队列，第三级的队列才是真正的缓冲区域，每个队列的大小设置为128，单位为报文的个数，队列设置为尾丢模式，当队列缓冲报文超过128个时，之后进来的报文就直接丢弃。第三级的调度模式设置为SP，保证高优先级的流能优先发送，在队列产生流量拥塞时，队列0为最高优先级，最优先发送，队列7为最低优先级发送，在进行业务配置时需要将优先级为7的报文送进队列0，以此类推，将优先级为0的报文送进队列1。
步骤S403、在报文确定了出口的具体队列之后，进入相应的队列，在虚拟逻辑端口产生流量拥塞时根据步骤S402设置的调度算法生效，从而保证高优先级业务流的优先级。
本发明实现了FTTdp GPON多DSL端口的ONU每个虚拟逻辑端口业务流的正常转发，如同硬件上PON芯片的8个物理端口与DSP芯片的8个物理DSL端口对接，每个虚拟逻辑端口之间的流不相互影响，同时，也能通过出口队列调度保证流量拥塞情况下高优先级业务流的优先通过。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。需要说明的是，在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

Claims (8)

1.一种FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10、初始化在PON芯片虚拟出的8个逻辑端口，8个虚拟逻辑端口分别对应DSP芯片的8个物理DSL端口，同时，在每个虚拟逻辑端口创建8个用于缓存不同优先级报文的出口队列；
步骤S20、在每个虚拟逻辑端口的入口对报文进行过滤，确定将报文直接丢弃、匹配进CPU还是进行普通业务流处理；
步骤S30、对过滤出来的普通业务流进行流分类及Vlan处理；
步骤S40、在虚拟逻辑端口产生流量拥塞时，根据队列调度算法进行出口队列调度；
其中，步骤S10中的8个虚拟逻辑端口分别为sid0-sid7,所述8个虚拟逻辑端口在内部使用时等同于8个物理端口，通过G.int协议中携带的sid号可以区分不同虚拟逻辑端口的报文，所述出口队列用于缓存cos0-cos7的报文；
步骤S20中确定将所述报文匹配进CPU具体包括以下步骤：
步骤S201、所述报文到达所述虚拟逻辑端口的入口时，最先走filter模块，按照初始化时配置的filter条件进行过滤；
步骤S202、匹配进CPU的所述报文被送往CPU队列0-7中的某一个队列；
步骤S203、匹配进CPU队列的所述报文由网卡驱动进行过滤，将过滤后的所述报文发送到用户态的相应线程进行进一步处理。
2.如权利要求1所述的FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，其特征在于，步骤S30具体包括以下步骤：
步骤S301、根据报文的下行端口是否为组播Gem port或者组播Mac判断过滤出来的普通业务流的类型，如果是组播Gem port或者组播Mac，则为组播流，转步骤S302；否则，转步骤S305；
步骤S302、查询组播表，判断该组播流与组播表是否匹配，如果匹配则转步骤S303；否则转步骤S304；
步骤S303、继续向下转发所述组播流，并对所述组播流进行Vlan处理，转步骤S307；
步骤S304、直接丢弃该组播流，转步骤S307；
步骤S305、组播流之外的流作为普通单播流，进入ingress class模块进行二层转发，转步骤S306；
步骤S306、对普通单播流进行Vlan处理，转步骤S307；
步骤S307、结束。
3.如权利要求2所述的FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，其特征在于，步骤S40具体包括以下步骤：
步骤S401、出口队列调度采用三级组织模式；
步骤S402、设置每一级的调度算法，第一级和第二级的调度模式设置为WRR，第三级的调度模式设置为SP；
步骤S403、在报文确定了出口的具体队列之后，进入相应的队列，在所述虚拟逻辑端口产生流量拥塞时根据步骤S402设置的调度算法生效，从而保证高优先级业务的优先级。
4.如权利要求3所述的FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，其特征在于，所述第一级为egress_tm，命名为egress_tm1，级别为group；egress_tm1下再挂8个egress_tm,作为第二级，命名为egress_tm2，egress_tm3…egress_tm9，级别为queue，egress_tm2到egress_tm9分别对应从虚拟逻辑端口1到虚拟逻辑端口8的上行数据；第二级别中的每个egress_tm下再挂8个queue,作为第三级，命名为queue0，queue1…queue7，级别为queue。
5.如权利要求1所述的FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，其特征在于，在步骤S202中，实时性要求最高、最重要的所述报文被送往优先级最高的队列0，其它报文次之。
6.如权利要求1所述的FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，其特征在于，所述Vlan处理具体包括对Vlan id和pbit的添加、删除和修改。
7.如权利要求6所述的FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，其特征在于，所述Vlan处理以添加tag操作为例，如果进入所述虚拟逻辑端口的原始报文是不带Vlan的，包含以下两种情况：如果所述原始报文不带优先级，则进行所述Vlan处理之后的报文添加出口Vlan及出口优先级；如果所述原始报文带有优先级，则进行所述Vlan处理之后的报文只添加出口Vlan，所述出口优先级维持不变。
8.如权利要求6所述的FTTdp多DSL端口ONU业务流的处理方法，其特征在于，所述Vlan处理以添加tag操作为例，如果进入所述虚拟逻辑端口的原始报文是带有Vlan的，包含以下三种情况：如果所述原始报文带有Vlan且Vlan id为0，则出口报文不做任何修改；如果所述原始报文带有一层Vlan id非0的Vlan，则出口报文变成两层Vlan，最外层添加了外层Vlan，且外层Vlan的优先级复制了内层Vlan的优先级；如果所述原始报文已经是双层Vlan,则出口报文不做任何修改。
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