CN106712899B - 一种端口速率调整方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端口速率调整方法和设备。交换机获取前端设备与管理服务器之间的第一通信信息后，根据第一通信信息以及与交换机连接的接入设备的MAC地址确定与前端设备连接的端口以及该端口所连接的前端设备的数量，在当交换机通过端口获取到管理服务器发送至前端设备的第二通信信息时，交换机即根据数量、第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为端口设置速率。从而能够独立地基于自身端口的前端设备连接情况实现端口速率调整，从而避免拥塞丢包的情况的出现，提高了网络的稳定性。

Description

一种端口速率调整方法及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种端口速率调整方法。本申请同时还涉及一种交换机。

背景技术

随着标准化且易扩展的网络技术和IP(Internet Protocol，因特网协议)技术不断发展，基于IP和网络的监控技术得到快速发展，IP监控已经成为目前监控的主流。而随着监控业务的部署越来越多，网络问题导致视频监控异常的问题也越来越多。在随着IP视频监控业务的广泛应用，对网络等相关设备的要求也越来越高。在IP视频监控的传输网络中，对网络设备的传输要求与传统的要求有较大区别，主要是因为所承载的IP视频监控数据包有着自身的特点。这些视频监控数据包均来自于IPC(IP CAMERA，网络摄像机)，IPC由网络编码模块和模拟摄像机组合而成。网络编码模块将模拟摄像机采集到的模拟视频信号编码压缩成数字信号，从而可以直接接入网络交换及路由设备。

发明人在实现本发明的过程中发现，丢包问题的出现不一定是由于带宽不足所导致的(不考虑误码、线路故障等因素)，以网络的带宽设计为例，假设15个IPC与交换机的连接链路工作在百兆全双工状态，交换机的出口端口也是百兆全双工链路，每个IPC发送一路4M的视频流。当15个IPC的视频流同时向交换机发送，由于IPC们认为出口链路是百兆，在视频流突发的一瞬间，比如I帧出现的时刻，它就会按照百兆速率发送报文。如此，虽然15个IPC总的视频码率为60Mbps，远小于交换机的出口带宽100Mbps，但当这些视频流的I帧到达时刻比较接近时，瞬间的总码率将远超100Mbps(理论上最恶劣的情况下瞬间可以达到100Mbps*15)。这小段时间未来得及转发出去的包必须依靠交换机的出口缓存进行暂时存放。如果交换机的缓存不够大，不足以暂存瞬间超标的流量，则会导致视频报文的丢失。解码设备将不能还原出完整的图像，引起花屏或者卡顿。这就是为什么多路视频流的总码率虽然远低于出口带宽，却依旧会出现转发丢包的原因。

为了解决以上技术问题，现有技术中一般采取以下方式，其各自的方案以及缺点如下：

(1)在接入交换机上连接视频终端设备的端口上启用流控功能，当交换机拥塞时能及时通知视频终端设备降低发包速率。

该方案虽然能够对视频中的设备的发包速率进行控制，但是需要技术人员事先在接入交换机端口上配置好流控功能。另外流控功能只能在接入交换机的接入端口上启用，如果在汇聚层交换机上启用有可能带来不良的后果。举例来说，假设一台接入交换机的一个接入端口之前规划是启用流控功能的，现在由于扩容，下面又下挂一台交换机，此时需要关闭之前那台接入交换机的流控功能，同时在下挂的交换机上启用流控功能，这样做会给网络维护与管理带来不便。另一方面，在实际应用场景中，该方案的实施需要网络交换机以及终端设备同时支持流控技术，网络交换机或者终端设备若有一方不支持流控技术即无法应用本解决方案。

(2)在接入交换机上加大缓存，在交换机拥塞时把IP视频报文缓存下来而不是粗暴的丢弃。

在现有技术中，一般处于核心层的交换机才会有大缓存，而处于接入层、汇聚层的交换机一般缓存都比较小甚至没有。因此在交换机上加大缓存将会极大提高设备的使用成本。

由此可见，如何在节省硬件成本以及减少配套设备设置的前提下，针对交换机端口上接入的IPC的状态为该端口设置相应的速率，尽量避免拥塞丢包的情况的出现，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种端口速率调整方法，用以主动根据交换机各端口的前端设备连接情况实现端口速率自动调整，从而解决网络突发丢包的问题。应用于包括交换机、前端设备以及管理服务器的系统中，该方法包括：

所述交换机获取所述前端设备与所述管理服务器之间的第一通信信息；

所述交换机根据所述第一通信信息以及与所述交换机连接的各接入设备的MAC地址，确定与所述前端设备连接的端口，以及所述端口所连接的前端设备的数量；

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第二通信信息时，所述交换机根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值，为所述端口设置速率。

优选地，所述第一通信信息具体为前端设备注册消息，所述交换机根据所述第一通信信息以及与所述交换机连接的各接入设备的MAC地址确定与所述前端设备连接的端口以及所述端口所连接的前端设备的数量，具体为：

所述交换机获取与自身连接的各接入设备的MAC地址；

所述交换机根据所述前端设备注册报文携带的内容在所述MAC地址中筛选与所述前端设备对应的特征MAC地址；

所述交换机根据筛选结果在自身的端口中识别与所述前端设备连接的端口，并确定所述端口对应的特征MAC地址的数量。

优选地，所述第二通信信息具体为所述管理服务器发送至所述前端设备的配置指示信息，所述交换机根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为所述端口设置速率，具体为：

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数大于预设的速率阈值，将所述端口设置为默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数不大于预设的速率阈值，将所述端口设置为指定速率；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和不大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述指定速率；

若所述端口无对应特征MAC地址，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

其中，所述指定速率小于所述默认速率。

优选地，在所述交换机根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为所述端口设置速率之后，还包括：

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述第三通信信息中携带的带宽参数大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口对应多个特征MAC地址，且根据所述第三通信信息中携带的带宽参数确定所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式。

优选地，在所述交换机根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为所述端口设置速率之后，还包括：

所述交换机获取自身所有接口的数据报文总速率，并判断所述数据报文总速率是否大于预设的总阈值；

若所述数据报文总速率小于预设的总阈值，所述交换机将自身的上行接入端口的速率设为第一速率值；

若所述数据报文总速率大于预设的总阈值，所述交换机将自身的上行接入端口的速率设为第二速率值；

其中，所述第二速率值大于所述第一速率值。

相应的，本申请还提出了一种交换机，应用于包括交换机、前端设备以及管理服务器的系统中，其特征在于，包括：

获取模块，获取所述前端设备与所述管理服务器之间的第一通信信息；

确定模块，根据所述第一通信信息以及与所述交换机连接的各接入设备的MAC地址，确定与所述前端设备连接的端口，以及所述端口所连接的前端设备的数量；

设置模块，当通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第二通信信息时，根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值，为所述端口设置速率。

优选地，所述第一通信信息具体为前端设备注册消息，所述确定模块具体用于：

获取与自身连接的各接入设备的MAC地址；

根据所述前端设备注册报文携带的内容在所述MAC地址中筛选与所述前端设备对应的特征MAC地址；

根据筛选结果在自身的端口中识别与所述前端设备连接的端口，并确定所述端口对应的特征MAC地址的数量。

优选地，所述第二通信信息具体为所述管理服务器发送至所述前端设备的配置指示信息，所述设置模块具体用于：

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数大于预设的速率阈值，将所述端口设置为默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数不大于预设的速率阈值，将所述端口设置为指定速率；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和不大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述指定速率；

若所述端口无对应特征MAC地址，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

其中，所述指定速率小于所述默认速率。

优选地，所述设置模块还用于：

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述第三通信信息中携带的带宽参数大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口对应多个特征MAC地址，且根据所述第三通信信息中携带的带宽参数确定所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式。

优选地，还包括：

判断模块，获取自身所有接口的数据报文总速率，并判断所述数据报文总速率是否大于预设的总阈值；

若所述数据报文总速率小于预设的总阈值，将自身的上行接入端口的速率设为第一速率值；

若所述数据报文总速率大于预设的总阈值，将自身的上行接入端口的速率设为第二速率值；

其中，所述第二速率值大于所述第一速率值。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，交换机获取前端设备与管理服务器之间的第一通信信息后，根据第一通信信息以及与交换机连接的接入设备的MAC地址确定与前端设备连接的端口以及该端口所连接的前端设备的数量，在当交换机通过端口获取到管理服务器发送至前端设备的第二通信信息时，交换机即根据数量、第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为端口设置速率。从而能够独立地基于自身端口的前端设备连接情况实现端口速率调整，从而避免拥塞丢包的情况的出现，提高了网络的稳定性。

附图说明

图1为本发明提出的一种端口速率调整方法的流程示意图；

图2为本申请具体实施例所提出的一种视频监控网络架构示意图；

图3为本申请具体实施例中交换机查询到的MAC地址表示意图；

图4为本申请具体实施例中标准的SIP协议报文结构示意图；

图5为本申请具体实施例中VM管理服务器下发至IPC的报文的结构示意图；

图6为本申请提出的一种交换机的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有的交换机无法独立根据自身端口所连接的IPC的情况对端口的速率进行灵活调整，技术人员除了需要了解交换机各个端口所连接的IPC情况之外，还必须预先为交换机上的各个端口设置速率以及工作模式，但这样除了耗时耗力，而且对于避免网络拥塞丢包情况的出现也没有太大作用。因此本申请提出了一种端口速率调整方法，使交换机能够主动对自身端口连接的IPC进行识别，并且基于端口上所连接的IPC的数量对该端口速率进行调整，从而尽量避免因网络突发而导致拥塞丢包的几率。

如图1所示，为本申请提出的一种端口速率调整方法的流程示意图，该方法应用于包括交换机、前端设备以及管理服务器的系统中，需要说明的是在本申请中涉及的前端设备为交换机端口上接入的设备包括如背景技术所述的IPC、编码器等，该方法包括以下步骤：

S101，交换机获取前端设备与管理服务器之间的第一通信信息。

S102，交换机根据第一通信信息以及与交换机连接的各接入设备的MAC地址，确定与前端设备连接的端口，以及端口所连接的前端设备的数量。

对于处于管理服务器与前端设备之间的交换机来说，其作为二者之间的桥梁，既要学习与自身端口连接的各个接入设备的MAC地址，同时也要对来自于管理服务器的报文进行识别以及转达，因此本申请利用交换机该特性对前端设备的注册消息和管理服务器指示前端设备发流的指令进行侦听。若发现交换机的某些端口收到注册消息，可以确定其连接的是前端设备，并据此确定该端口连接的前端设备的数量或者是连接方式。

由于前端设备与管理服务器直接的往来通信消息中注册消息的特征较为明显，并且注册信息中明确指定了需要通过交换机的哪个端口被发送到前端设备，因此在本申请的优选实施例中，交换机将前端设备注册消息作为第一通信信息进行侦听或是截取，并具体通过以下流程实现端口及其对应的前端设备数量的识别：

步骤a)交换机获取与自身连接的各接入设备的MAC地址。

对于交换机来说，其自身的各个端口除了外接前端设备之外，同时还会接入其他的接入设备，甚至是接入三层设备，但无论是外接何种设备，交换机都需要查询这些接入设备的MAC地址表，并基于MAC地址表进行学习。但无论如何，交换机都需要获取与自身连接的各接入设备的MAC地址，在此基础上，获取来源或是方式的不同均不影响本申请的保护范围。

步骤b)交换机根据前端设备注册报文携带的内容在MAC地址中筛选与前端设备对应的特征MAC地址，即前端设备的MAC地址。

对于前端设备来说，其在通过交换机接入网络之后，会根据技术人员预先配置的IP以及ID配置信息，通过其与交换机之间的连接端口向管理服务器发起注册。因此在该前端设备注册报文中，会携带有前端设备所连接的端口的信息，以及该前端设备自身的特征MAC地址。交换机在截取或是侦听到前端设备注册报文后，将自身在步骤a)中所学习到的所有连接的MAC地址表与之进行匹配，筛选出匹配结果一致的MAC地址作为前端设备MAC地址。

步骤c)交换机根据筛选结果在自身的端口中识别与前端设备连接的端口，并确定该端口对应的特征MAC地址的数量。

基于步骤b)中所得到的特征MAC地址，交换机基于各个端口所连接的特征MAC地址的数量，确定该端口是否连接有前端设备，以及所连接的前端设备的数量。

S103，当交换机通过端口获取到管理服务器发送至前端设备的第二通信信息时，交换机根据端口所连接的前端设备的数量、第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值，为端口设置速率。

前端设备在向管理服务器发起注册并注册成功之后，管理服务器会按照惯例向IP发送指示类信息，该指示类信息中会包含管理服务器下发给前端设备的配置信息(其中即包含下发给前端设备与其对应端口的速率以及工作模式等)，如背景技术所述，现有技术中的管理服务器配置给前端设备的其对应端口的速率是100Mbps，工作模式为自适应协商模式，这种统一的分配方式将会导致多路视频流的总码率虽然远低于出口带宽却依旧转发丢包的情况出现。为了避免上行端口处突发丢包，本申请的技术方案在交换机同时外接前端设备的情况下，侦听前端设备的注册消息和指示消息(例如管理服务器指示前端设备发流的指令)，若发现某些端口收到前端设备的注册消息，则确定该端口连接有前端设备，并进一步根据该端口与前端设备的连接方式、数量将该交换机连接前端设备的端口设置成技术人员事先指定的速率(例如10M自适应)或默认速率，从而尽量避免拥塞丢包的情况出现。

由于端口外接的前端设备的数量、管理服务器为该前端设备指定的速率(一般都包含在指示信息的带宽参数中)都会对网络是否会发生拥塞产生影响，因此本申请技术方案预先设置了一个速率阈值，并结合该速率阈值、前端设备的数量以及管理服务器为该前端设备指定的速率为该端口设置速率。

在本申请的优选实施例中，以管理服务器发送至前端设备的配置指示信息作为第二通信信息，基于该配置指示信息中携带的参数、预设的速率阈值以及交换机在S102中所获取的端口的前端设备的数量，具体的端口速率设置策略如下：

(1)若端口仅对应一个前端设备MAC地址，且带宽参数大于预设的速率阈值，将端口设置为默认速率以及自适应端口协商模式；

(2)若端口仅对应一个特征MAC地址，且带宽参数不大于预设的速率阈值，将端口设置为指定速率以及自适应端口协商模式；

(3)若端口对应多个前端设备MAC地址，且带宽参数的总和大于预设的速率阈值，将端口设置为默认速率以及自适应端口协商模式；

(4)若端口对应多个特征MAC地址，且带宽参数的总和不大于速率阈值，将端口设置为指定速率以及自适应端口协商模式；

(5)若端口无对应前端设备MAC地址，将端口设置为默认速率以及自适应端口协商模式。

在以上配置策略中，需要将指定速率设置小于默认速率。具体的指定速率与默认速率之间的差距可以按照不同的设备类型以及网络需求设置。以上基于数量以及前端设备数量的配置策略仅为本申请所提出的一种优选实施方案，核心仍然是基于网络的容纳情况和端口连接前端设备的数量设置偏小或者偏大的速率，在此基础上技术人员所做的改进(例如指定速率、速率阈值)均属于本申请的保护范围。

通过S101-S103，交换机能够主动从其外接的各个接入设备中识别出前端设备，并确定连接前端设备的端口及其所连接的前端设备的数量，并在此基础上进一步根据管理服务器发给前端设备的指示信息以及端口上学习到的前端设备MAC数量分别做出不同的处理策略，以对端口的速率进行适应性的调整，从而避免拥塞丢包的情况发生。同时，为了适应灵活调整的需要，管理服务器也会通过交换机向前端设备发送带宽调整指示类的报文或信息，使得网络中的处于工作状态的前端设备需要随时根据实际应用情景调整输出模式或是工作模式。因此，为了使交换机根据当前网络中的码流大小来动态调正网络设备的接口速率和工作模式，在本申请的优选实施例中，交换机在将端口设置为指定速率之后，还将继续对前端设备连接的端口进行侦听，若管理服务器指示前端设备发送的流量大于某个速率阈值(例如8M)，则将该端口恢复成默认速率以及该默认速率对应的工作模块(例如100M自适应)。

基于上述说明，本申请的优选实施例在S103之后，交换机通过该连接前端设备且相应设置了速率的端口获取到管理服务器发送至前端设备的第三通信信息时，将基于S103中的不同的情况分别进行处理，由于在端口下挂三层设备的情况下其速率是默认速率以及自适应工作模式，因此该优选实施例需要在端口对应一个或多个前端设备MAC地址的情况进行调整，从而能够根据当前网络中的码流大小来动态调整网络设备的接口速率和工作模式。

调整的方法如下：

(1)若端口仅对应一个特征MAC地址，且第三通信信息中携带的带宽参数大于所述速率阈值，将端口重新设置为默认速率以及自适应端口协商模式；

(2)若端口对应多个特征MAC地址，且根据所述第三通信信息中携带的带宽参数确定所述带宽参数的总和大于速率阈值，将端口重新设置为默认速率以及自适应端口协商模式。

此外，为了基于交换机当前的各个端口的前端设备连接情况，在本申请的优选实施例中，交换机还将在S103之后获取自身所有接口的数据报文总速率，并判断所述数据报文总速率是否大于预设的总阈值，基于判断结果进行以下处理：

(1)若所述数据报文总速率小于预设的总阈值，所述交换机将自身的上行接入端口的速率设为第一速率值；

(2)若所述数据报文总速率大于预设的总阈值，所述交换机将自身的上行接入端口的速率设为第二速率值。

在上述设置中，第二速率值应大于第一速率值，具体的速率取值可根据具体情况进行设置，这些都属于本申请的保护范围。

由此可见，通过应用本申请的技术方案，交换机获取前端设备与管理服务器之间的第一通信信息后，根据第一通信信息以及与交换机连接的接入设备的MAC地址确定与前端设备连接的端口以及该端口所连接的前端设备的数量，在当交换机通过端口获取到管理服务器发送至前端设备的第二通信信息时，交换机即根据数量、第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为端口设置速率。从而能够独立地基于自身端口的前端设备连接情况实现端口速率调整，从而避免拥塞丢包的情况的出现，提高了网络的稳定性。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合如图2所示的具体应用场景，对本发明的技术方案进行说明。在图2所示的视频监控网络架构示意图中，多路IPC通过交换机接入网络。这些IPC根据VM的IP以及ID配置信息通过端口(例如5060)注册到视频监控管理平台VM上，之后IPC和VM进行周期性的保活，同时VM周期性地回应IPC的保活。在该具体实施例中，IPC网口为自协商及速率为自适应，其最大网口速率为100Mbps。

基于图2所示的网络结构，其中交换机上可以获取的各个接入设备的MAC地址表如图3所示，交换机基于所查询到的MAC地址表，进行MAC地址学习。由于交换机上的MAC地址学习都是通过当前的同一个以太网端口进行，因此交换机可以判断与其连接的前端采集设备是否连接在同一台接入层交换机上，即这台交换机识别并获取其自身的一个以太网端口所连接的所有前端采集设备。

以图3所示的MAC地址表为例，在此交换机的端口GigabitEthernet2/0/7上，连接有MAC地址为0000-0000-5182、000f-1019-1246、000f-e23f-a333、000f-e2aa-2556、48ea-6303-9675、5866-ba1e-8bca一共六台设备。该实施例的后续流程即以此端口连接的设备为例进行说明，包括如下流程：

一、交换机识别其自身端口所连接的IPC，并对这些IPC的速率进行设置

在该流程中，接入交换机主要侦听IPC的注册消息和VM指示IPC发流的指令，若发现某些端口收到注册消息，交换机获取接入设备的MAC地址后，需要判断这些MAC地址哪些是IPC设备，可以确定其连接的是IPC，则自动设置成10M自适应。具体步骤如下：

步骤a)交换机判断当前IPC是否直接连接在当前交换机上

在视频监控领域，所有的存储流或实况流以及终端设备对外发送的数据流基本都全部来自视频管理服务器所下发的信令来进行相关动作的。例如，当某客户端需要实况某一路网络摄像机的实时图像时，VM管理服务器都会下发信令，信令报文里会明确告知需要每秒多少速率的数据流，承载的协议是什么。在具体的应用场景中，标准的SIP协议报文里都会携带发送数据流大小以及编码格式等信息，其格式示意图如图4所示。

基于上述报文格式，交换机根据侦听的VM配置IPC报文，以及MAC地址，和自身上学习到的MAC表，判断当前IPC是否直接连接在当前交换机上。

在该具体实施例中，视频管理服务器上会有某一台前端采集终端设备上当前所对外发送所有数据报文的大小、以及数据报文承载协议是TCP还是UDP等配置信息。相应的，该实施例在交换机上启动一个后台程序，在IPC和VM平台通信的端口(例如5060上)侦听IPC的注册消息。通过检查每个注册报文内容，设备信息可以判断出交换机上具体是哪一个端口接入的是IPC设备。在图4所示的实例中，如MAC地址000f-e224-261d的设备是IPC，其接入交换机的端口是GigabitEthernet2/0/9。

步骤b)交换机根据VM下发IPC的指令对带宽进行设置

当IPC可以被交换机识别后，交换机继续侦听和VM指示IPC配置发流的指令，依据IPC被配置的带宽以及端口所连接的IPC的数量、状态进行调整。以图2中VM下发给IPC的带宽参数是2048kb/s为例，当交换机侦听到VM下发给IPC的带宽参数是2Mbps时，根据以下不同的情况分别进行处理：

(1)交换机该端口仅连接一个IPC

在该情况下，当前交换机的端口GigabitEthernet2/0/9仅对应只有一个IPC MAC地址。此时交换机根据接口速率判断，当前IPC发送带宽小于10Mbps的80％，即2Mbps<10Mps*80％＝8Mbps，此时，交换机设置IPC接入交换机的对应端口---GigabitEthernet2/0/9的端口协商及速率为10Mbps自适应，IPC网口为自协商及速率为自适应。

基于网口协商的原理，交换机各个端口的带宽配置如下表1所示：

表1

从上表可以看出，此时IPC的网口及对应交换机端口会协商为10Mbps全双工模式。需要说明的是，为了保证交换机整体带宽的充足，以使其他端口的工作不会受到影响，交换机同时会根据当前所有端口的总带宽调整其上行端口的总速率。以表1为例，交换机在对IPC的端口设置带宽之后，将统计所有连接了前端设备的以太网接口的数据报文总速率，若该总速率小于某一设定阈值(比如70Mbps)，则配置其交换机上行接入端口为100M。

(2)交换机该端口同时连接多个IPC

以技术人员将8M作为预设的速率阈值为例进行说明，在该情况下，当前交换机端口GigabitEthernet2/0/9对应了两个及以上IPC MAC地址，此时交换机侦听来自VM的发流指示，如果侦听IPC总流量超过8M(即超过了预设的速率阈值)，交换机设置IPC接入交换机的对应端口---GigabitEthernet2/0/9的端口协商及速率为100Mbps自适应。此时IPC的网口及对应交换机端口会协商为100Mbps全双工模式。

与情况一的后续处理方式类似，在交换机为连接IPC的接口设置好带宽之后，交换机将同时会根据当前所有端口的总带宽调整其上行端口的总速率。在具体的应用场景中，若交换机统计所有连接了前端设备的以太网接口的数据报文总速率大于某一设定阈值(比如70Mbps)，则配置其交换机上行接入端口为1000M。

(3)交换机该端口无连接IPC

在该情况下，当前交换机端口GigabitEthernet2/0/9上没有对应IPC的MAC，那就意味着此交换机下挂了一个三层设备，交换机设置GigabitEthernet2/0/9的端口协商及速率为100Mbps自适应。在设置完之后，交换机将统计所有连接了前端设备的以太网接口的数据报文总速率大于某一设定阈值(比如70Mbps)，则配置其交换机上行接入端口为1000M。

步骤c)交换机根据VM下发IPC的指令对带宽进行设置

由于在步骤b)中在交换机端口只连接一个IPC的情况或是同时连接多个IPC且带宽总和不大于预设速率阈值的情况下交换机才会将该端口的带宽设置为10Mbps自适应，因此该步骤针对情况(1)、(2)进行调整。具体调整方式如下：

(1)交换机侦听IPC连接的端口，若VM指示IPC发送的流量大于某个阈值(例如8M)，则将该端口恢复成100M自适应。

(2)交换机侦听IPC连接的所有端口，若VM指示各IPC发送的流量总和大于某个阈值(例如8M)，则将该端口恢复成100M自适应。

以图5所示，为本申请具体实施例中VM管理服务器下发至IPC的报文的结构示意图，在该报文里携带有发送数据流带宽参数信息(在该具体实施例中为12048kb/s)，即11Mbps。

交换机根据接口速率判断，当前IPC发送带宽大于于10Mbps的80％，即11Mbps>8Mps，此时，交换机设置IPC接入交换机的对应端口---GigabitEthernet2/0/9的端口协商及速率自适应，IPC网口为自协商及速率为自适应。根据图4的网口协商原理，IPC和IPC接入交换机的对应端口---GigabitEthernet2/0/9，最后协商参数都应该为100M全双工。最后c)交换统计所有连接了前端设备的以太网接口的数据报文总速率大于某一设定阈值(比如70Mbps)，则配置其上行接入端口为1000M。

通过采用以上实施例，技术人员能够基于交换机侦听技术实现端口速率的调整，根据端口上学习到的特征MAC数量分别作出不同的处理策略，并且还能根据当前网络中的码流大小来动态调正网络设备的接口速率和工作模式，而这些都是在无需与服务器系统交互的前提下实现的，从而使得网络的稳定性得到了保障。

为达到以上技术目的，本申请还公开了一种交换机，应用于包括交换机、前端设备以及管理服务器的系统中，包括：

获取模块610，获取所述前端设备与所述管理服务器之间的第一通信信息；

确定模块620，根据所述第一通信信息以及与所述交换机连接的各接入设备的MAC地址，确定与所述前端设备连接的端口，以及所述端口所连接的前端设备的数量；

设置模块630，当通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第二通信信息时，根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值，为所述端口设置速率。

在具体的应用场景中，所述第一通信信息具体为前端设备注册消息，所述确定模块具体用于：

获取与自身连接的各接入设备的MAC地址；

根据所述前端设备注册报文携带的内容在所述MAC地址中筛选与所述前端设备对应的特征MAC地址；

根据筛选结果在自身的端口中识别与所述前端设备连接的端口，并确定所述端口对应的特征MAC地址的数量。

在具体的应用场景中，所述第二通信信息具体为所述管理服务器发送至所述前端设备的配置指示信息，所述设置模块具体用于：

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数大于预设的速率阈值，将所述端口设置为默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数不大于预设的速率阈值，将所述端口设置为指定速率；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和不大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述指定速率；

若所述端口无对应特征MAC地址，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

其中，所述指定速率小于所述默认速率。

在具体的应用场景中，所述设置模块还用于：

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述第三通信信息中携带的带宽参数大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口对应多个特征MAC地址，且根据所述第三通信信息中携带的带宽参数确定所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式。

在具体的应用场景中，还包括：

判断模块，获取自身所有接口的数据报文总速率，并判断所述数据报文总速率是否大于预设的总阈值；

若所述数据报文总速率小于预设的总阈值，将自身的上行接入端口的速率设为第一速率值；

若所述数据报文总速率大于预设的总阈值，将自身的上行接入端口的速率设为第二速率值；

其中，所述第二速率值大于所述第一速率值。

通过应用本申请的技术方案，交换机获取前端设备与管理服务器之间的第一通信信息后，根据第一通信信息以及与交换机连接的接入设备的MAC地址确定与前端设备连接的端口以及该端口所连接的前端设备的数量，在当交换机通过端口获取到管理服务器发送至前端设备的第二通信信息时，交换机即根据数量、第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为端口设置速率。从而能够独立地基于自身端口的前端设备连接情况实现端口速率调整，从而避免拥塞丢包的情况的出现，提高了网络的稳定性。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种端口速率调整方法，应用于包括交换机、前端设备以及管理服务器的系统中，其特征在于，该方法包括：

所述前端设备注册报文中携带该前端设备自身的特征MAC地址；

所述交换机获取所述前端设备与所述管理服务器之间的第一通信信息；

所述交换机根据所述第一通信信息以及与所述交换机连接的各接入设备的MAC地址，确定与所述前端设备连接的端口，以及所述端口所连接的前端设备的数量；

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第二通信信息时，所述交换机根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值，为所述端口设置速率；

若所述端口对应一个所述前端设备的一个MAC地址，根据所述带宽参数调整所述端口速率；若所述端口对应多个所述前端设备的MAC地址，根据所述带宽参数的总和调整所述端口速率；

当前交换机端口上没有对应前端设备的MAC地址，所述交换机下挂一个三层设备，所述交换机设置所述端口协商及速率为100Mbps自适应，在设置完之后，所述交换机将统计所有与所述前端设备连接的接口的数据报文总速率，若所述数据报文总速率大于70Mbps，则配置所述交换机上行接入端口为1000M。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通信信息具体为前端设备注册消息，所述交换机根据所述第一通信信息以及与所述交换机连接的各接入设备的MAC地址确定与所述前端设备连接的端口以及所述端口所连接的前端设备的数量，具体为：

所述交换机获取与自身连接的各接入设备的MAC地址；

所述交换机根据所述前端设备注册报文携带的内容在所述MAC地址中筛选与所述前端设备对应的特征MAC地址；

所述交换机根据筛选结果在自身的端口中识别与所述前端设备连接的端口，并确定所述端口对应的特征MAC地址的数量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二通信信息具体为所述管理服务器发送至所述前端设备的配置指示信息，所述交换机根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为所述端口设置速率，具体为：

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数大于预设的速率阈值，将所述端口设置为默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数不大于预设的速率阈值，将所述端口设置为指定速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和不大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述指定速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口无对应特征MAC地址，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

其中，所述指定速率小于所述默认速率。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述交换机根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为所述端口设置速率之后，还包括：

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述第三通信信息中携带的带宽参数大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口对应多个特征MAC地址，且根据所述第三通信信息中携带的带宽参数确定所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式。

5.如权利要求3或4任一项所述的方法，其特征在于，在所述交换机根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值为所述端口设置速率之后，还包括：

所述交换机获取自身所有接口的数据报文总速率，并判断所述数据报文总速率是否大于预设的总阈值；

若所述数据报文总速率小于预设的总阈值，所述交换机将自身的上行接入端口的速率设为第一速率值；

若所述数据报文总速率大于预设的总阈值，所述交换机将自身的上行接入端口的速率设为第二速率值；

其中，所述第二速率值大于所述第一速率值。

6.一种交换机，应用于包括交换机、前端设备以及管理服务器的系统中，其特征在于，包括：

获取模块，获取所述前端设备与所述管理服务器之间的第一通信信息，所述前端设备注册报文中携带所述前端设备自身的MAC地址；

确定模块，根据所述第一通信信息以及与所述交换机连接的各接入设备的MAC地址，确定与所述前端设备连接的端口，以及所述端口所连接的前端设备的数量；

设置模块，当通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第二通信信息时，根据所述数量、所述第二通信信息中携带的带宽参数以及预设的速率阈值，为所述端口设置速率；

若所述端口对应一个所述前端设备的一个MAC地址，所述设置模块根据所述带宽参数调整所述端口速率；若所述端口对应多个所述前端设备的MAC地址，所述设置模块根据所述带宽参数的总和调整所述端口速率；

当前交换机端口上没有对应前端设备的MAC地址，所述交换机下挂一个三层设备，所述交换机设置所述端口协商及速率为100Mbps自适应，在设置完之后，所述交换机将统计所有与所述前端设备连接的接口的数据报文总速率，若所述数据报文总速率大于70Mbps，则配置所述交换机上行接入端口为1000M。

7.如权利要求6所述的交换机，其特征在于，所述第一通信信息具体为前端设备注册消息，所述确定模块具体用于：

获取与自身连接的各接入设备的MAC地址；

根据所述前端设备注册报文携带的内容在所述MAC地址中筛选与所述前端设备对应的特征MAC地址；

根据筛选结果在自身的端口中识别与所述前端设备连接的端口，并确定所述端口对应的特征MAC地址的数量。

8.如权利要求7所述的交换机，其特征在于，所述第二通信信息具体为所述管理服务器发送至所述前端设备的配置指示信息，所述设置模块具体用于：

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数大于预设的速率阈值，将所述端口设置为默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述带宽参数不大于预设的速率阈值，将所述端口设置为指定速率；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

若所述端口对应多个特征MAC地址，且所述带宽参数的总和不大于所述速率阈值，将所述端口设置为所述指定速率；

若所述端口无对应特征MAC地址，将所述端口设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

其中，所述指定速率小于所述默认速率。

9.如权利要求8所述的交换机，其特征在于，所述设置模块还用于：

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口仅对应一个特征MAC地址，且所述第三通信信息中携带的带宽参数大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式；

当所述交换机通过所述端口获取到所述管理服务器发送至所述前端设备的第三通信信息时，若所述端口对应多个特征MAC地址，且根据所述第三通信信息中携带的带宽参数确定所述带宽参数的总和大于所述速率阈值，将所述端口重新设置为所述默认速率以及自适应端口协商模式。

10.如权利要求8或9任一项所述的交换机，其特征在于，还包括：

判断模块，获取自身所有接口的数据报文总速率，并判断所述数据报文总速率是否大于预设的总阈值；

若所述数据报文总速率小于预设的总阈值，将自身的上行接入端口的速率设为第一速率值；

若所述数据报文总速率大于预设的总阈值，将自身的上行接入端口的速率设为第二速率值；

其中，所述第二速率值大于所述第一速率值。

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