CN111431760B - 一种交换芯片中端口带宽利用率测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其包括获取设定的时钟周期，建立用于产生周期性复位信号的时钟模块；获取目标系统的总带宽和目标测量精度，建立流量阈值T与利用率U的利用率关系表；根据利用率关系表，建立利用率表索引寄存器R2及历史利用率表寄存器R3；实时获取通过目标端口的报文长度L，记录目标端口的累计流量C2；根据累计流量C2计算对应的利用率表索引值，并存储于利用率索引寄存器R2中；当收到时钟模块的复位信号时，将R2中的索引值保存至历史利用率表寄存器R3中，并将C2和R2的数据清零。本发明能够解决现有技术中带宽利用率的统计方法存在计算误差的问题，数据精度高、准确性好。

Description

一种交换芯片中端口带宽利用率测量方法

技术领域

本发明涉及光栅条纹投影技术领域，具体涉及一种交换芯片中端口带宽利用率测量方法。

背景技术

现代交换机提供了查询端口带宽利用率的命令。用于向用户展现各个端口的工作负荷，评估是否对带宽进行升级等。这一命令实质上是通过硬件计数、软件计算的方法实现的，对于目标带宽的利用率，其具体测量步骤如下：

S1、T1时刻，软件获取端口输出字节数的统计C1；

S2、T2时刻，软件获取端口输出字节数的统计C2；

S3、软件计算端口的利用率＝(C2-C1)/(T2-T1)*8*100/端口带宽。

在实际查询中，这一方法需要软件实时轮询端口的统计数量，不断进行上述计算过程，消耗大量CPU资源。

由于每一次统计都是针对单个端口，软件在获取不同端口的统计结果时，其实际统计的时间点为任意指定的不同时刻，统计结果实际为不同时间点的端口带宽的占用率，并非真实的带宽占用率结果，因而统计结果存在误差；且记录的统计结果获取时间也存在误差。所以最终的计算结果存在较大的误差。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中端口带宽利用率的统计方法存在计算误差的问题的交换芯片中端口带宽利用率测量方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其包括如下步骤：

S1、获取设定的时钟周期，建立用于产生周期性复位信号的时钟模块；

S2、获取目标系统的总带宽和目标测量精度，建立流量阈值T与利用率U的利用率关系表；

S3、根据利用率关系表，建立利用率表索引寄存器R2及历史利用率表寄存器R3；

S4、实时获取通过目标端口的报文长度L，记录目标端口的累计流量C2；

S5、根据累计流量C2计算对应的利用率表索引值，并存储于利用率表索引寄存器R2中；

S6、当收到时钟模块的复位信号时，将R2中的索引值保存至历史利用率表寄存器R3中，并将C2和R2的数据清零，并返回步骤S4；

S7、当需要读取带宽利用率时，直接根据R3中的索引值，获取对应的利用率U作为目标利用率。

通过建立时钟模块，从而对统计周期进行控制，且相对于单独的检测软件在时间上更加精确；通过建立利用率表，以通过索引值计算带宽利用率，避免复杂的乘除法计算，占用CPU计算量；通过对实时报文占用流量进行统计，当需要获取利用率时，直接读取历史利用率表索引寄存器中的索引值，然后根据这个索引值查找利用率表，得到真实利用率，其数据为对真实流量统计的累计数据，更加真实可靠，不会存在统计误差。

进一步地，时钟模块包括用于存储时钟周期的分频寄存器R1和计算复位信号产生时间的计数器C1。

通过设置分频寄存器以存储设定的时间周期值，以便准确地定时将统计值存入R3中，防止数据溢出；通过设置计数器，以保证复位信号产生时间的精确性，从而保证整体统计的高精度。

进一步地，分频寄存器R1的取值为设定的时钟周期值。

通过将分频寄存器R1的取值设置为设定时钟周期值，以便于定时存储统计结果。相对于现有方法中的不定时统计，保证统计的可靠性。

进一步地，时钟周期值为目标系统中的时钟周期值或使用者的设定值。

通过将时钟周期值设置为使用者设定值，以提高统计的灵活性，从而方便使用。

进一步地，复位信号的产生方法为：

S1-1、计数器C1每隔一个时钟周期，其取值加1；

S1-2、当C1≥R1时，输出一次复位信号，且计数器C1取值清零。

通过时钟周期计算复位信号产生时间，以定时产生复位信号，保证复位信号时间相同，从而保证统计结果的可靠性。

进一步地，流量阈值T为将总带宽根据利用率测量精度分割后的若干流量值。

通过将总带宽值均匀分割为若干流量阈值，以便用流量阈值与报文流量进行对比，从而将复杂的乘除法变为简单的加减法，减小计算量，从而减小CPU负荷。

进一步地，流量阈值T在不同利用率区间的精度各不相同。

从能够方便使用者灵活配置不同利用率区间的测量精度，以节约计算量。

进一步地，目标端口的累计流量C2的计算方法为：

C2＝C2’+L*8；

其中，C2’为原有报文累计流量值，C2为现有报文累计流量值。

通过对每个报文占用流量的统计，保证测量结果的真实可靠性。

进一步地，目标端口的累计流量C2为采用实时的报文长度L左移三位后与原有报文累计流量值C2’相加得到。

通过将乘法替换为数据位移，避免影响计算实现的复杂度。

进一步地，根据累计流量C2计算对应的利用率表索引值的方法为：

S5-1、获取原有存储于利用率表索引寄存器R2的索引值所对应的流量阈值T；

S5-2、当C2>T时，则利用率表索引寄存器R2的索引值增加1；

S5-3、重复S5-1至S5-2，直至C2≤T为止，则采用此时的流量阈值T对应的索引值作为现有存储于利用率表索引寄存器R2的索引值。

根据累计流量C2调整存储于R2中的索引值，将复杂的乘除法计算变为最简单的累进加法，最大限度减小计算复杂度。

本发明提供的上述交换芯片中端口带宽利用率测量方法的主要有益效果在于：

本发明通过建立时钟模块，从而对统计周期进行控制，且相对于单独的检测软件在时间上更加精确，且可由使用者任意指定。通过建立利用率表，以通过索引值的加减法计算，得到带宽利用率，避免现有技术中复杂的乘除法计算，占用CPU计算量；通过灵活配置不同利用率区间的测量精度，以节约计算量，并保证在设定区间内的测量精确性。

通过对实时报文占用流量进行统计，当需要获取利用率时，直接读取历史利用率表索引寄存器中的索引值，然后根据这个索引值查找利用率表，得到真实利用率，其数据为对真实流量统计的累计数据，更加真实可靠，不会存在统计误差。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是本发明的模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，其为交换芯片中端口带宽利用率测量方法的流程图。

本发明的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其包括如下步骤：

S1、获取设定的时钟周期，建立用于产生周期性复位信号的时钟模块。

其中，时钟模块包括用于存储时钟周期的分频寄存器R1和计算复位信号产生时间的计数器C1。通过设置分频寄存器以存储设定的时间周期值，以便准确地定时将统计值存入R3中，防止数据溢出；通过设置计数器，以保证复位信号产生时间的精确性，从而保证整体统计的高精度。

分频寄存器R1的取值为设定时钟周期值。例如，若系统时钟周期为500MHz，则设置分频寄存器R1的取值为500*1024*1024。

通过将分频寄存器R1的取值设置为设定时钟周期值，以便于定时存储统计结果。相对于现有方法中的不定时统计，保证统计的可靠性。

可选的，时钟周期值可为目标系统中的时钟周期值，也可为使用者设定值。通过将时钟周期值设置为使用者设定值，以提高统计的灵活性，从而方便使用。

具体的，复位信号的产生方法为：

S1-1、计数器C1每隔一个时钟周期，其取值加1；

S1-2、当C1≥R1时，输出一次复位信号，且计数器C1取值清零。

在实际使用中，当时钟周期为系统时钟周期时，一般每1秒钟发送一个复位信号。通过时钟周期计算复位信号产生时间，以定时产生复位信号，保证复位信号时间相同，从而保证统计结果的可靠性。

S2、获取目标系统的总带宽和目标测量精度，建立流量阈值T与利用率U的利用率关系表。

流量阈值T为将总带宽根据利用率测量精度分割后的若干流量值。通过将总带宽值均匀分割为若干流量阈值，以便用流量阈值与报文流量进行对比，从而将复杂的乘除法变为简单的加减法，减小计算量，从而减小CPU负荷。

可选的，流量阈值T在不同利用率区间的精度各不相同。例如，在0％-30％区间，精度为0.5％；在30％-60％区间，精度为1％；在60％-100％区间，精度在1.5％。从而能够方便使用者灵活配置不同利用率区间的测量精度，以节约计算量。

S3、根据利用率关系表，建立利用率表索引寄存器R2及历史利用率表寄存器R3。

历史利用率表寄存器R3对应不同端口编号及其历史利用率的索引值；利用率表索引寄存器R2对应当前端口的利用率表索引值，根据索引值可以获取其流量阈值T。

S4、实时获取通过目标端口的报文长度L，记录目标端口的累计流量C2。

历史利用率表寄存器R3、利用率表索引寄存器R2和累计流量C2共同组成利用率计算器，如图2所示。

具体的，目标端口的累计流量C2的计算方法为：

C2＝C2’+L*8；

其中，C2’为原有报文累计流量值，C2为现有报文累计流量值。通过对每个报文占用流量的统计，保证测量结果的真实可靠性。

可选的，目标端口的累计流量C2也可以通过实时的报文长度L左移三位后与原有报文累计流量值C2’相加得到。通过将乘法替换为数据位移，避免影响计算实现的复杂度。

S5、根据累计流量C2计算对应的利用率表索引值，并存储于利用率表索引寄存器R2中。

进一步地，根据累计流量C2计算对应的利用率表索引值的方法为：

S5-1、获取原有存储于利用率表索引寄存器R2的索引值所对应的流量阈值T。

S5-2、当C2>T时，则利用率表索引寄存器R2的索引值增加1。

S5-3、重复S5-1至S5-2，直至C2≤T为止，则此时的流量阈值T对应的索引值即为现有存储于利用率表索引寄存器R2的索引值。

根据累计流量C2调整存储于R2中的索引值，将复杂的乘除法计算变为最简单的累进加法，最大限度减小计算复杂度。

S6、当收到时钟模块的复位信号时，将R2中的索引值保存至历史利用率表寄存器R3中，并将C2和R2的数据清零，重复步骤S4和S5；

S7、当需要读取带宽利用率时，直接根据R3中的索引值，获取对应的利用率U，即为目标利用率。

因为当前利用率取索引寄存器R2随时可能在变，且一个计算周期尚未结束。因此，用R2的取值计算利用率，会导致结果不准确。

通过建立时钟模块，从而对统计周期进行控制，且相对于单独的检测软件在时间上更加精确；通过建立利用率表，以通过索引值计算带宽利用率，避免复杂的乘除法计算，占用CPU计算量；通过对实时报文占用流量进行统计，当需要获取利用率时，直接读取历史利用率表索引寄存器中的索引值，然后根据这个索引值查找利用率表，得到真实利用率，其数据为对真实流量统计的累计数据，更加真实可靠，不会存在统计误差。

上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取设定的时钟周期，建立用于产生周期性复位信号的时钟模块；

S2、获取目标系统的总带宽和目标测量精度，建立流量阈值T与利用率U的利用率关系表；

S3、根据利用率关系表，建立利用率表索引寄存器R2及历史利用率表寄存器R3；

S4、实时获取通过目标端口的报文长度L，记录目标端口的累计流量C2；

S5、根据累计流量C2计算对应的利用率表索引值，并存储于利用率表索引寄存器R2中；

S6、当收到时钟模块的复位信号时，将R2中的索引值保存至历史利用率表寄存器R3中，并将C2和R2的数据清零，并返回步骤S4；

S7、当需要读取带宽利用率时，直接根据R3中的索引值，获取对应的利用率U作为目标利用率。

2.根据权利要求1所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述时钟模块包括用于存储时钟周期的分频寄存器R1和计算复位信号产生时间的计数器C1。

3.根据权利要求2所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述分频寄存器R1的取值为设定的时钟周期值。

4.根据权利要求3所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述时钟周期值为目标系统中的时钟周期值或使用者的设定值。

5.根据权利要求2所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述复位信号的产生方法为：

S1-1、计数器C1每隔一个时钟周期，其取值加1；

S1-2、当C1≥R1时，输出一次复位信号，且计数器C1取值清零。

6.根据权利要求1所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述流量阈值T为将总带宽根据利用率测量精度分割后的若干流量值。

7.根据权利要求6所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述流量阈值T在不同利用率区间的精度各不相同。

8.根据权利要求1所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述目标端口的累计流量C2的计算方法为：

C2＝C2’+L*8；

其中，C2’为原有报文累计流量值，C2为现有报文累计流量值。

9.根据权利要求1所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述目标端口的累计流量C2为采用实时的报文长度L左移三位后与原有报文累计流量值C2’相加得到。

10.根据权利要求1所述的交换芯片中端口带宽利用率测量方法，其特征在于，所述根据累计流量C2计算对应的利用率表索引值的方法为：

S5-1、获取原有存储于利用率表索引寄存器R2的索引值所对应的流量阈值T；

S5-2、当C2>T时，则利用率表索引寄存器R2的索引值增加1；

S5-3、重复S5-1至S5-2，直至C2≤T为止，则采用此时的流量阈值T对应的索引值作为现有存储于利用率表索引寄存器R2的索引值。

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