CN109474532A - 一种RapidIO交换设备管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种RapidIO交换设备管理方法及系统,采用唯一设备ID作为目标ID,通过搭配不同的跳数值生成对应每一SWITCH的寻址组合。本发明提出“一个设备ID对应RapidIO网络所有交换”技术概念,保证设备ID资源利用率的最大化;提出“利用不同跳数表征交换设备”技术概念,充分利用RapidIO网络高速率的特性,在几乎没有增加开销的条件下达到目标。
Description
技术领域
本发明属于RapidIO网络技术领域,特别是涉及到一种RapidIO交换设备管理方法及系统。
背景技术
RapidIO交换器件(SWITCH)具有高速率、高可靠和吞吐量大等优势,在RapidIO互连网络中承担数据包转发的核心任务。包转发的关键在于路由表查询,交换机一旦接收到数据包,检查到跳数字段(hopCount,从起点到目标交换之间经过的交换设备数量)为0即解析处理,否则将其值减1,再根据目标器件ID进行路由表查询再转发出去。由于SWITCH不具有器件ID,那么当操作目标是交换设备(即向SWITCH发送维护包)时,就须使用目的器件ID与跳数的组合进行寻址。
传统的交换设备寻址ID确定方案主要有两种:为交换设备直接分配ID和复用终端设备ID。前者顾名思义,会为网络中每个交换设备分配一个ID,这种方法只能应用在设备数量较少的场合;复用ID的方案即在RapidIO网络枚举阶段,为终端设备分配器件ID时,按照就近原则在逻辑上为交换设备设定寻址ID,比如会优先选择交换直连的终端设备ID,条件不满足的话就选择其后继交换设备的器件ID。
传统的为交换设备直接分配ID方案,需要消耗相当多十分宝贵且有限的设备ID资源,仅适用于网络规模特别小的场合。复用终端设备ID的方案,当网络发生变化时(如设备热插拔等),需要动态调整为交换器件“绑定”的ID,调整过程依赖于实际网络拓扑结构,复杂的网络拓扑会使得调整过程难以求解,而且这种方案无法解决配置有多播等复杂场景下的寻址问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种RapidIO交换设备管理方法及系统,解决传统方法难以应对网络变化和无法处理多播等复杂问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种RapidIO交换设备管理方法,采用唯一设备ID作为目标ID,通过搭配不同的跳数值生成对应每一SWITCH的寻址组合。
进一步的,所述采用唯一设备ID作为目标ID,包括:
S1、RapidIO网络枚举阶段,探测并输出包含所有PE和SWITCH在内的网络拓扑,构建一条覆盖RapidIO网络全部SWITCH的路径MONO_MRP;
S2、根据MONO_MRP配置路由表。
进一步的,生成对应每一SWITCH的寻址组合包括:
S3、从头遍历MONO_MRP并依次发送维护包,完成SWITCH设备固定维护路由路径的配置;
S4、为每个SWITCH计算跳数值,以步长为1从0开始递增并赋值。
更进一步的,所述MONO_MRP的构建过程包括:
S101、初始MONO_MRP置为空;创建交换设备集合SW_Set;为每个交换构建交换邻接表SW_X_ADJ;初始指定Host主机直连交换为Current_SW;从SW_Set集合中移除Current_SW;
S102、判断SW_Set是否为空,为空则输出MONO_MRP;不为空则转步骤S103;
S103、记录Current_SW入端口为Port_in;
S104、判断Current_SW的交换邻接表与SW_Set交集是否为空;否则转步骤S105,是则转步骤S106;
S105、从交集结果中选择一个交换记为Next_SW;记录Current_SW与Next_SW的连接端口为Port_out;然后转步骤S107;
S106、记录Current_SW入端口为Port_out;标记Next_SW为前一个交换,即与当前Port_in对应的交换;然后转步骤S107;
S107、将item=(Current_SW,Port_in,Port_out)插入到MONO_MRP末尾;更新Current_SW为Next_SW,并返回步骤S102。
更进一步的,步骤S4中,对于重复出现的SWITCH以首次赋值为准,即跳数保持递增但不覆盖。
本发明还提供了一种RapidIO交换设备管理系统,包括ID管理模块和跳数生成模块,所述ID管理模块采用唯一设备ID作为目标ID,所述跳数生成模块通过搭配不同的跳数值生成对应每一SWITCH的寻址组合。
进一步的,所述ID管理模块包括:
MONO_MRP构建单元,用于在RapidIO网络枚举阶段,探测并输出包含所有PE和SWITCH在内的网络拓扑,构建一条覆盖RapidIO网络全部SWITCH的路径MONO_MRP;
路由表配置单元,用于根据MONO_MRP配置路由表。
进一步的,所述跳数生成模块包括:
遍历单元,用于从头遍历MONO_MRP并依次发送维护包,完成SWITCH设备固定维护路由路径的配置;
赋值单元,用于为每个SWITCH计算跳数值,以步长为1从0开始递增并赋值。
更进一步的,所述MONO_MRP构建单元包括:
初始化子单元,用于初始MONO_MRP置为空;创建交换设备集合SW_Set;为每个交换构建交换邻接表SW_X_ADJ;初始指定Host主机直连交换为Current_SW;从SW_Set集合中移除Current_SW;
第一判断并输出子单元,用于判断SW_Set是否为空,为空则输出MONO_MRP;不为空则转第一记录子单元;
第一记录子单元,用于记录Current_SW入端口为Port_in;
第二判断子单元,用于判断Current_SW的交换邻接表与SW_Set交集是否为空;否则转第二记录子单元,是则转第三记录子单元;
第二记录子单元,用于从交集结果中选择一个交换记为Next_SW;记录Current_SW与Next_SW的连接端口为Port_out;然后转更新子单元;
第三记录子单元,用于记录Current_SW入端口为Port_out;标记Next_SW为前一个交换,即与当前Port_in对应的交换;然后转更新子单元;
更新子单元,用于将item=(Current_SW,Port_in,Port_out)插入到MONO_MRP末尾;更新Current_SW为Next_SW,并返回第一判断并输出子单元。
更进一步的,所述赋值单元包括首次赋值子单元,用于对于重复出现的SWITCH以首次赋值为准,即跳数保持递增但不覆盖。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提出了一种新的RapidIO交换设备管理方案,借助RapidIO网络高速率的特性,构建一条覆盖RapidIO网络全部SWITCH的“特殊”路径MONO_MRP,通过跳数来表征与识别SWITCH,且冗余包跳转几乎未引入额外时间开销。基于此,采用唯一固定ID实现SWITCH寻址,有效解除交换设备与PE设备的寻址ID耦合关系,完美解决传统方法难以应对网络变化和无法处理多播等复杂问题,能够广泛应用于不同规模的RapidIO网络和动态变化的应用场景。
附图说明
图1是本发明实施例中MONO_MRP构建流程示意图;
图2是本发明实施例中带闭环的网络模型示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
传统方案之所以会消耗较多的设备ID资源,正是因为其更多地侧重目标ID,忽略掉SWITCH设备寻址信息中的跳数。考虑到RapidIO网络高速率的特点,包交换带来的时间开销低到可以忽略,基于此,本发明提出一种新的固定RapidIO交换设备管理方法,即采用唯一设备ID作为目标ID,通过搭配不同的跳数值生成对应每一SWITCH的寻址组合。
方法主体包括覆盖RapidIO网络全部SWITCH的“特殊”路径构建,路由表配置,SWITCH寻址跳数计算等,具体步骤如下:
步骤0、RapidIO网络枚举阶段,探测并输出包含所有PE和SWITCH在内的网络拓扑,开始构建一条覆盖RapidIO网络全部SWITCH的“特殊”路径(MONO_MRP,MONO MaintenanceRoute Path);
MONO_MRP构建过程流程如图1所示:
S101、初始MONO_MRP置为空;创建交换设备集合SW_Set;为每个交换构建交换邻接表SW_X_ADJ;初始指定Host主机直连交换为Current_SW;从SW_Set集合中移除Current_SW;
S102、判断SW_Set是否为空,为空则输出MONO_MRP;不为空则转步骤S103;
S103、记录Current_SW入端口为Port_in;
S104、判断Current_SW的交换邻接表与SW_Set交集是否为空;否则转步骤S105,是则转步骤S106;
S105、从交集结果中选择一个交换记为Next_SW;记录Current_SW与Next_SW的连接端口为Port_out;然后转步骤S107;
S106、记录Current_SW入端口为Port_out;标记Next_SW为前一个交换,即与当前Port_in对应的交换;然后转步骤S107;
S107、将item=(Current_SW,Port_in,Port_out)插入到MONO_MRP末尾;更新Current_SW为Next_SW,并返回步骤S102。
其中,交换设备集合SW_Set初始包含网络拓扑中的所有SWTICH,每个SWITCH的交换邻接表SW_X_Adj(X表示SWITCH的编号)初始包含该SWITCH的所有邻接交换设备。
步骤1、根据MONO_MRP配置路由表,从头遍历MONO_MRP并依次发送维护包,完成SWITCH设备固定维护路由路径的配置;
步骤2、为每个SWITCH计算跳数值(初始默认均为-1),以步长为1从0开始递增并赋值,并注意对于重复出现的SWITCH以首次赋值为准,即跳数保持递增但不覆盖。
●具体网络模型演示
参阅图2所示网络模型,为突出强调交换设备,模型中除host主机外,忽略其他PE设备。圆圈内为交换器件,数字为建立有物理链路的端口号。
首先,Host主机发起RapidIO网络枚举,探测所有建链设备得到网络拓扑,完成初始配置动作(如为PE设备分配ID等),按照前文提到的策略构建MONO_MRP如下表(按RapidIO路由规则,与Host直连的交换跳数为0,是以各项对应SWITCH的HopCount为Index-1,选定0xFF作为目标ID):
Index | SWITCH | Port_IN | Port_OUT | Hopcount | ID |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0xFF |
2 | 2 | 8 | 6 | 1 | 0xFF |
3 | 3 | 10 | 7 | 2 | 0xFF |
4 | 4 | 9 | 9 | 3 | 0xFF |
5 | 3 | 7 | 4 | 4 | 0xFF |
6 | 5 | 13 | 5 | 5 | 0xFF |
7 | 6 | 10 | 10 | 6 | 0xFF |
8 | 5 | 5 | 9 | 7 | 0xFF |
9 | 7 | 12 | 12 | 8 | 0xFF |
然后,根据MONO_MRP配置路由表,按索引号从小到大依次组织并发送维护包,修改各SWITCH的路由寄存器;
配置完成后,需要计算提取跳数信息,参见上表,索引4和7两项均对应回溯操作,由此在路径中SW3和SW5都存在重复,根据规则优先取首次出现时的跳数值,得出下表所述SWITCH及其对应的路由寻址信息:
SWITCH | Hopcount | ID |
1 | 0 | 0xFF |
2 | 1 | 0xFF |
3 | 2 | 0xFF |
4 | 3 | 0xFF |
5 | 5 | 0xFF |
6 | 6 | 0xFF |
7 | 8 | 0xFF |
这一新方法能够完美解决掉传统方式存在的问题,固定占用一个设备ID,得以实现与PE设备ID隔离,即便RapidIO网络发生PE设备热插拔等情况也不会影响SWITCH寻址,相应地,即便网络中存在SWITCH配置有多播,也会因为ID没有交叉也不产生任何干扰。
此外,MONO_MRP构建和对应路由配置等操作都集中在枚举完成后,用户根据需求初始化网络配置之前,也就是说在网络动态运行过程中不再需要任何额外开销,而唯一的不足就是MONO_MRP中因回溯操作产生的若干折返,但这些“多余的”包传递耗时在高速率的RapidIO网络里完全是微不足道的。
以上描述了本发明的基本原理、主要特征和实施方案等信息,但是本发明不受上述实施过程的限制,在不脱离发明精神和范围的前提下,本发明还可以有各种变化和改进。因此,除非这种变化和改进脱离了本发明的范围,它们应该被看作包含在本发明中。
Claims (10)
1.一种RapidIO交换设备管理方法,其特征在于,采用唯一设备ID作为目标ID,通过搭配不同的跳数值生成对应每一SWITCH的寻址组合。
2.根据权利要求1所述的一种RapidIO交换设备管理方法,其特征在于,所述采用唯一设备ID作为目标ID,包括:
S1、RapidIO网络枚举阶段,探测并输出包含所有PE和SWITCH在内的网络拓扑,构建一条覆盖RapidIO网络全部SWITCH的路径MONO_MRP;
S2、根据MONO_MRP配置路由表。
3.根据权利要求1或2所述的一种RapidIO交换设备管理方法,其特征在于,生成对应每一SWITCH的寻址组合包括:
S3、从头遍历MONO_MRP并依次发送维护包,完成SWITCH设备固定维护路由路径的配置;
S4、为每个SWITCH计算跳数值,以步长为1从0开始递增并赋值。
4.根据权利要求2所述的一种RapidIO交换设备管理方法,其特征在于,所述MONO_MRP的构建过程包括:
S101、初始MONO_MRP置为空;创建交换设备集合SW_Set;为每个交换构建交换邻接表SW_X_ADJ;初始指定Host主机直连交换为Current_SW;从SW_Set集合中移除Current_SW;
S102、判断SW_Set是否为空,为空则输出MONO_MRP;不为空则转步骤S103;
S103、记录Current_SW入端口为Port_in;
S104、判断Current_SW的交换邻接表与SW_Set交集是否为空;否则转步骤S105,是则转步骤S106;
S105、从交集结果中选择一个交换记为Next_SW;记录Current_SW与Next_SW的连接端口为Port_out;然后转步骤S107;
S106、记录Current_SW入端口为Port_out;标记Next_SW为前一个交换,即与当前Port_in对应的交换;然后转步骤S107;
S107、将item=(Current_SW,Port_in,Port_out)插入到MONO_MRP末尾;更新Current_SW为Next_SW,并返回步骤S102。
5.根据权利要求3所述的一种RapidIO交换设备管理方法,其特征在于,步骤S4中,对于重复出现的SWITCH以首次赋值为准,即跳数保持递增但不覆盖。
6.一种RapidIO交换设备管理系统,其特征在于,包括ID管理模块和跳数生成模块,所述ID管理模块采用唯一设备ID作为目标ID,所述跳数生成模块通过搭配不同的跳数值生成对应每一SWITCH的寻址组合。
7.根据权利要求6所述的一种RapidIO交换设备管理系统,其特征在于,所述ID管理模块包括:
MONO_MRP构建单元,用于在RapidIO网络枚举阶段,探测并输出包含所有PE和SWITCH在内的网络拓扑,构建一条覆盖RapidIO网络全部SWITCH的路径MONO_MRP;
路由表配置单元,用于根据MONO_MRP配置路由表。
8.根据权利要求6所述的一种RapidIO交换设备管理系统,其特征在于,所述跳数生成模块包括:
遍历单元,用于从头遍历MONO_MRP并依次发送维护包,完成SWITCH设备固定维护路由路径的配置;
赋值单元,用于为每个SWITCH计算跳数值,以步长为1从0开始递增并赋值。
9.根据权利要求7所述的一种RapidIO交换设备管理系统,其特征在于,所述MONO_MRP构建单元包括:
初始化子单元,用于初始MONO_MRP置为空;创建交换设备集合SW_Set;为每个交换构建交换邻接表SW_X_ADJ;初始指定Host主机直连交换为Current_SW;从SW_Set集合中移除Current_SW;
第一判断并输出子单元,用于判断SW_Set是否为空,为空则输出MONO_MRP;不为空则转第一记录子单元;
第一记录子单元,用于记录Current_SW入端口为Port_in;
第二判断子单元,用于判断Current_SW的交换邻接表与SW_Set交集是否为空;否则转第二记录子单元,是则转第三记录子单元;
第二记录子单元,用于从交集结果中选择一个交换记为Next_SW;记录Current_SW与Next_SW的连接端口为Port_out;然后转更新子单元;
第三记录子单元,用于记录Current_SW入端口为Port_out;标记Next_SW为前一个交换,即与当前Port_in对应的交换;然后转更新子单元;
更新子单元,用于将item=(Current_SW,Port_in,Port_out)插入到MONO_MRP末尾;更新Current_SW为Next_SW,并返回第一判断并输出子单元。
10.根据权利要求8所述的一种RapidIO交换设备管理系统,其特征在于,所述赋值单元包括首次赋值子单元,用于对于重复出现的SWITCH以首次赋值为准,即跳数保持递增但不覆盖。
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