CN107454005B - 数据网络负载动态调整装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

一种负载动态调整装置包括第一网桥、第二网桥、第三网桥。所述第一网桥为数据网络中的根网桥；所述第二网桥连接所述第一网桥；所述第三网桥连接所述第一网桥以及所述第二网桥。其中所述第二网桥及第三网桥用于连接所述数据网络中的若干终端，所述第一网桥、第二网桥以及第三网桥均包括若干端口，所述第一网桥、第二网桥、第三网桥对所述若干端口数据流量进行监测，当判断第一数据传输路径负载达到特定值时，所述负载动态调整装置调整所述第一数据传输路径的路径成本以调用第二数据传输路径进行数据传输。本发明还提供一种负载动态调整方法。

Description

数据网络负载动态调整装置以及方法
技术领域
本发明涉及一种负载动态调整装置及方法，特别涉及一种应用于数据网络中的负载动态调整装置及方法。
背景技术
在传统二层网络中，拓扑识别及无环化处理主要依靠生成树协议及快速生成树协议(rapid spanning Tree Protocol，简称RSTP)，但无论是STP协议还是RSTP协议均有诸多的缺陷：在网络规模比较大的时候会导致较长的收敛时间；STP协议的机制在于阻塞冗余链路的端口以避免出现网络回路，当链路被阻塞后将不承载任何流量，无法实现动态调整，造成了带宽的极大浪费。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种可实现动态调整负载的负载动态调整装置及方法。
一种负载动态调整装置，包括：
第一网桥，所述第一网桥为数据网络中的根网桥；
第二网桥，所述第二网桥连接所述第一网桥；及
第三网桥，所述第三网桥连接所述第一网桥以及所述第二网桥；
其中所述第二网桥及第三网桥用于连接所述数据网络中的若干终端，所述第一网桥、第二网桥以及第三网桥均包括若干端口，所述第一网桥、第二网桥、第三网桥对所述若干端口数据流量进行监测，当判断第一数据传输路径负载达到特定值时，所述负载动态调整装置调整所述第一数据传输路径的路径成本以调用第二数据传输路径进行数据传输。
进一步的，所述第一网桥包括第一端以及第二端，所述第二网桥包括第一端、第二端、第三端及第四端，所述第二网桥的第一端连接于所述第一网桥的第一端，所述第二网桥的第二端连接于所述第一终端，所述第二网桥的第三端连接于所述第二终端，所述第三网桥包括第一端、第二端、第三端及第四端，所述第三网桥的第一端连接于所述第一网桥的第二端，所述第三网桥的第二端连接于所述第二网桥的第四端，所述第三网桥的第三端连接于所述第三终端，所述第三网桥的第四端连接于所述第四终端。
进一步的，所述数据网络为分布式数据网络。
进一步的，所述第二网桥的第一端为根端口，所述第三网桥的第一端为根端口。
进一步的，所述负载动态调整装置用于监测根端口的数据流量。
进一步的，所述负载动态调整装置通过双速三色算法对流量进行测评。
一种负载动态调整方法，包括：
选择生成树的根网桥；
通过路径成本定义根端口；
定义指定端口；
执行根端口到边缘端口的带宽动态分配；
监控根端口的数据流量；
提高路径成本以平衡负载。
进一步的，所述负载动态调整方法还包括：
判断根网桥是否直接连接至终端。
通过调整路径成本，所述负载动态调整装置100可以实现网络中负载平衡。
附图说明
图1为本发明负载动态调整装置的较佳实施方式的方框图。
图2为本发明负载动态调整方法的较佳实施方式的流程图。
主要元件符号说明
负载动态调整装置 100
第一网桥 11
第二网桥 12
第三网桥 13
第一终端 14
第二终端 15
第三终端 16
第四终端 17
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，本发明负载动态调整装置100的较佳实施方式包括第一网桥11、第二网桥12及第三网桥13。
所述第一网桥11用于通过所述第二网桥12连接第一终端14以及第二终端15。所述第一网桥11还用于通过所述第三网桥13连接第三终端16及第四终端17。
当所述第二网桥12、第三网桥13连接若干终端时，所述第一网桥11、所述第二网桥12、第三网桥13及所述若干终端构成了数据网络200。
所述第一网桥11为数据网络200中的根网桥。所述第一网桥11包括第一端111以及第二端112。
所述第二网桥12包括第一端121、第二端122、第三端123及第四端124。所述第二网桥12的第一端121连接于所述第一网桥11的第一端111。所述第二网桥12的第二端122连接于所述第一终端14。所述第二网桥12的第三端123连接于所述第二终端15。
所述第三网桥13包括第一端131、第二端132、第三端133及第四端134。所述第三网桥13的第一端131连接于所述第一网桥11的第二端112。所述第三网桥13的第二端132连接于所述第二网桥12的第四端124。所述第三网桥13的第三端133连接于所述第三终端16。所述第三网桥13的第四端134连接于所述第四终端17。
上述连接关系将所述数据网络200定义为一个分布式数据网络。
使用时，当所述第一终端14、第二终端15、第三终端16及第四终端17接入数据网络200时，所述数据网络200依据所述第一终端14、第二终端15、第三终端16及第四终端17的接口特性进行带宽分配。
终端的承诺信息速率及最高信息速率通常由终端本身特性结合根端口带宽以及其他边缘端口进行定义，也可以通过数据网络200进行动态调整。
本实施方式中，根端口的速率为10Gbit/S，依据第一至第四终端特性，所述第一终端14的承诺信息速率（CIR）被定义为2Gbit/s，最高信息速率（PIR）被定义为4Gbit/S；所述第二终端15的承诺信息速率被定义为8Gbit/S，最高信息速率被定义为9.6Gbit/S；所述第三终端16的承诺信息速率被定义为1Gbit/S，最高信息速率被定义为2Gbit/S；所述第四终端17的承诺信息速率被定义为1Gbit/S，最高信息速率被定义为2Gbit/S。
其中所述第二网桥12的第二端122、第三端123以及所述第三网桥13的第三端133、第四端134直接连接终端，故所述第二网桥12的第二端122、第三端123以及所述第三网桥13的第三端133、第四端134为边缘端口。
当所述第一终端14、第二终端15、第三终端16及第四终端17接入数据网络200时，在数据网络200的拓扑中，所述第一终端14的数据传输路径的连接关系为第一终端14连接所述第二网桥12的第二端122，所述第二网桥12的第一端121连接所述第一网桥11的第一端111，上述数据传输路径被定义为第一终端路径。所述第二终端15的数据传输路径的连接关系为第二终端15连接所述第二网桥12的第三端123，所述第二网桥12的第一端连接所述第一网桥11的第一端111，上述数据传输路径被定义为第二终端路径。所述第三终端16的数据传输路径的连接关系为第三终端16连接所述第三网桥13的第三端133，所述第三网桥13的第二端132连接所述第二网桥12的第四端124，所述第二网桥12的第一端121连接所述第一网桥11的第一端111，上述数据传输路径被定义为第三终端路径。所述第四终端17的数据传输路径的连接关系为第四终端17连接所述第三网桥13的第四端134，所述第三网桥13的第二端132连接所述第二网桥12的第四端124，所述第二网桥12的第一端121连接所述第一网桥11的第一端111，上述数据传输路径被定义为第四终端路径。
所述数据网络200遵循QOS（quality of service，服务质量）机制。
在一实施方式中，所述负载动态调整装置100包括一流量监控单元。所述流量监控单元用于监控根端口以及指定端口的数据流量。所述流量监控单元可以为一三态内容寻址存储器。
所述第一终端路径、第二终端路径、第三终端路径及第四终端路径均具有路径成本。路径成本与带宽通常成反比。
在本实施方式中，所述负载动态调整装置100通过双速三色算法(TrTcm)对流量进行测评，根据评测结果为报文标记三种颜色：代表正常的绿色、代表超限制的黄色和代表拥塞的红色。TrTCM算法中包含二个令牌桶，其中一个令牌桶以CIR获得令牌，同时另一个令牌桶以PIR获得令牌。
当其中一条路径被判断为红色时，所述负载动态调整装置100调整该路径的路径成本。以第一终端路径为例，所述第二网桥12的第一端121的带宽为10Gbit/S，假设其默认路径中第一网桥11的第一端111与所述第二网桥12的第一端121之间的路径成本为2000，所述第二网桥12的第四端124与所述第三网桥13的第二端132之间的路径成本为5000，所述第一网桥11的第二端112与所述第三网桥13的第一端131之间的路径成本为10000。当第一终端路径报文标记为红色时，所述负载动态调整装置100将所述第一网桥11的第一端111与所述第二网桥12的第一端121之间的路径成本调整至6000。此时所述第三终端16及第四终端17到根网桥的最低成本路径发生变化，数据网络200的拓扑发生变化。所述第三终端16的数据传输路径的对应连接关系为第三终端16连接所述第三网桥13的第三端，所述第三网桥13的第一端131连接所述第一网桥11的第二端112。类似地，所述第四终端17的数据传输路径的对应连接关系为第四终端17连接所述第三网桥13的第四端，所述第三网桥13的第一端131连接所述第一网桥11的第二端112。
通过调整路径成本，所述负载动态调整装置100可以实现网络中负载平衡。
请参考图2，本发明负载动态调整方法300的较佳实施方式包括：
步骤301，选择生成树的根网桥；
步骤302，通过路径成本定义根端口；
步骤303，定义指定端口；
步骤304，执行根端口到边缘端口的带宽动态分配；
步骤305，监控根端口的数据流量；
步骤306，提高路径成本以平衡负载，到步骤302。
在一实施方式中，所述负载动态调整方法300还包括步骤3020：判断根网桥是否直接连接至终端，若是则流程结束；若否则到步骤303。
在一实施方式中，所述负载动态调整方法300还包括步骤：
依据根端口带宽及终端本身特性定义终端的承诺信息速率及最高信息速率。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种负载动态调整装置，包括：
第一网桥，所述第一网桥为数据网络中的根网桥；
第二网桥，所述第二网桥连接所述第一网桥；及
第三网桥，所述第三网桥连接所述第一网桥以及所述第二网桥；
其中所述第二网桥及第三网桥用于连接所述数据网络中的若干终端，所述第一网桥、第二网桥以及第三网桥均包括若干端口，所述第二网桥及所述第三网桥均包括根端口，依据所述根端口带宽及所述若干终端本身特性定义终端的承诺信息速率及最高信息速率，所述第一网桥、第二网桥、第三网桥对所述若干端口数据流量进行监测，当判断第一数据传输路径负载达到特定值时，所述负载动态调整装置调整所述第一数据传输路径的路径成本以调用第二数据传输路径进行数据传输。
2.如权利要求1所述的负载动态调整装置，其特征在于：所述第一网桥包括第一端以及第二端，所述第二网桥包括第一端、第二端、第三端及第四端，所述第二网桥的第一端连接于所述第一网桥的第一端，所述第二网桥的第二端连接于第一终端，所述第二网桥的第三端连接于第二终端，所述第三网桥包括第一端、第二端、第三端及第四端，所述第三网桥的第一端连接于所述第一网桥的第二端，所述第三网桥的第二端连接于所述第二网桥的第四端，所述第三网桥的第三端连接于第三终端，所述第三网桥的第四端连接于第四终端。
3.如权利要求1或2所述的负载动态调整装置，其特征在于：所述数据网络为分布式数据网络。
4.如权利要求2所述的负载动态调整装置，其特征在于：所述第二网桥的第一端为根端口，所述第三网桥的第一端为根端口。
5.如权利要求4所述的负载动态调整装置，其特征在于：所述负载动态调整装置用于监测根端口的数据流量。
6.如权利要求5所述的负载动态调整装置，其特征在于：所述负载动态调整装置通过双速三色算法对流量进行测评。
7.一种负载动态调整方法，应用于负载动态调整装置，其特征在于，所述负载动态调整装置包括第一网桥、第二网桥与第三网桥，所述第一网桥为数据网络中的根网桥，所述第二网桥连接所述第一网桥，及所述第三网桥连接所述第一网桥以及所述第二网桥，所述方法包括：
通过所述第二网桥及所述第三网桥连接所述数据网络中的若干终端，所述第一网桥、所述第二网桥以及所述第三网桥均包括若干端口，所述第二网桥及所述第三网桥均包括根端口；
依据所述根端口带宽及终端本身特性定义终端的承诺信息速率及最高信息速率；
所述第一网桥、第二网桥、第三网桥对所述若干端口数据流量进行监测；及
当判断第一数据传输路径负载达到特定值时，所述负载动态调整装置调整所述第一数据传输路径的路径成本以调用第二数据传输路径进行数据传输。
8.如权利要求7所述的负载动态调整方法，还包括：
判断所述根网桥是否直接连接至任意终端。
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