CN1214579C

CN1214579C - 一种虚电路共用缓冲区描述链的方法

Info

Publication number: CN1214579C
Application number: CNB021229694A
Authority: CN
Inventors: 郭红涛
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: CN1464702A

Abstract

本发明涉及一种在虚电路发送报文时共用缓冲区描述链的方法，属于数据通信技术领域。本方法将BD链分成多个虚拟BD链，为每条虚电路分配一个虚拟的BD链，每条虚电路保留两个计数：为该虚电路分配的BD个数BDmax和保存该虚电路已用的BD个数BDused。发送报文时，判断BDused是否小于BDmax，若小于，则进行发送，并将BDused的值加1，发送完成后将BDused的值减1，若等于，则将报文放入缓存中。每发出一个已占用BD的滞留报文，BDused的值减1，直到BDused小于BDmax，发送缓存中的报文。本发明方法，使每条虚电路都有一个虚拟的BD链，实现虚电路之间的隔离，从而避免拥塞的虚电路影响没有拥塞的虚电路。

Description

一种虚电路共用缓冲区描述链的方法

技术领域

本发明涉及一种虚电路共用缓冲区描述链的方法，属于数据通信技术领域。

背景技术

通信设备中，异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，以下简称ATM)接口是一种常见的接口。ATM复用采用分组交换中的统计复用，在同一物理传输线路上存在许多虚电路。

在数据通信中，通过接口收发使用最多的就是缓冲区描述(以下简称BD)的概念了。所谓BD就是Buffer Descriptor的缩写，它是发送或接收的缓冲的描述。BD是为了保证底层硬件能够快速地操作而使用的缓冲队列技术。业界的ATM芯片通常支持的BD链个数较少，如美国Mindspeed公司生产的BT8230芯片支持1个BD链，美国Mindspeed公司生产的CN8236芯片支持32个BD链。但ATM芯片支持的虚电路数量要大得多，如美国Mindspeed公司生产的BT8230芯片和CN8236芯片支持的虚电路数量都在2048条以上。这样，在发送方向，就不可避免的要使多条虚电路共用一个BD链。

当多个虚电路共用一个BD链时，如果其中的一条虚电路发生拥塞，即当发送报文的速率大于该虚电路分配的带宽时，这条拥塞的虚电路会影响其它没有拥塞的虚电路。例如有两条虚电路，分别为VC1和VC2，带宽都为1M，VC1的流量为10M，VC2的流量为1M。由于VC1和VC2共用一个BD链，因此，VC1和VC2抢占到BD的比例为10∶1。由于VC2实际使用的BD数为总数的1/11，因此，VC2有可能因为实际使用的BD数太少而导致发送速率达不到1M。值得注意的是，虽然VC1实际使用的BD数为总数的10/11，但由于带宽的限制，其发送速率仍为1M。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术的缺点，提出一种虚电路共用BD链的方法，使每条虚电路都有一个虚拟的BD链，实现虚电路之间的隔离，从而避免拥塞的虚电路影响没有拥塞的虚电路。

本发明提出的虚电路共用缓冲区描述链的方法，包括以下步骤：

(1)将缓冲区描述链(BD链)分成多个不同长度的虚拟BD链；

(2)为每条虚电路分配一个虚拟的BD链，每条虚电路保留两个计数，一个记录为该虚电路分配的BD链的BD个数(BDmax)，一个记录虚电路已用的BD个数(BDused)。

上述方法用于发送报文时，其过程为：

(1)发送报文时，首先判断BDused是否小于BDmax，若BDused小于BDmax，则进行发送，并将BDused的值加1，发送完成后将BDused的值减1；

(2)若Bdused等于BDmax，表明没有空余的BD，则将报文放入缓存中，等待发送，每发出一个已占用BD的滞留报文，BDused的值减1，直到BDused小于BDmax，表明有空余的BD，则发送缓存中的报文。

本发明提出的虚电路共用BD链的方法，通过软件方法使每条虚电路都有一个虚拟的BD链，实现虚电路之间的隔离，从而避免拥塞的虚电路影响没有拥塞的虚电路。采用本方法后，可以使报文的带宽得到保证，满足语音业务、虚拟私有网络、电子商务的要求。

附图说明

图1是实际BD链与虚拟BD链的关系示意图。

具体实施方式

图1表示了实际BD链与本发明中使用的虚拟BD链的关系。将实际的BD链分成许多个虚拟的BD链，并为每条虚电路设置一个虚拟的BD链。虚拟BD链的BD个数可根据虚电路的带宽进行分配，也可由专家系统分配。在图1中，虚拟BD链1有1个BD，虚拟BD链2有3个BD，虚拟BD链3有2个BD。

本发明提出的在虚电路发送报文时共用BD链的方法，首先为每条虚电路保留两个计数BDmax与Bdused，BDmax用来记录为该虚电路分配的BD个数，BDused用来保存该虚电路已用的BD个数。在创建虚电路时，BDmax和BDused被赋初值，在更改虚电路带宽时，BDmax的值被更新。BDmax值的确定可根据虚电路的带宽，或根据专家系统来确定。

BDused在创建虚电路的时候被赋初值零，在ATM接口发送报文的过程中，物理硬件发送每个报文需要使用一个BD。发送报文时首先判断BDused是否小于BDmax。如果BDused小于BDmax，表明有空余的BD可以使用，将报文交给物理硬件进行发送并将BDused的值加1。物理硬件发送完成后，将BDused的值减1。如果BDused等于BDmax，表明没有空余的BD可以使用，则将报文放入缓存中，等待有空余BD的时候再进行发送。当发送报文的速率大于为虚链路分配的带宽时，也就是说，将报文交给物理硬件的速度大于物理硬件的发送能力时，物理硬件中将会滞留报文，导致BDused逐渐增大，直到等于BDmax。当BDused等于Bdmax，表明已没有空余的BD可以使用，后续的报文将被放入缓存中，物理硬件每发出一个已占有BD的滞留报文，就会将BDused的值减1，直到BDused小于BDmax，表明有空余的BD可以使用，则发送缓存中的报文。

仍假定有两条虚电路，分别为VC1和VC2，带宽都为1M，VC1的流量为10M，VC2的流量为1M。采用某种方法为VC1和VC2分配的BD数都为5，VC1和VC2共用一个BD链。由于使用了Bdused和Bdmax对该虚电路使用的BD数进行了限制，因此，VC1和VC2最多都可使用5个BD。这样，VC1和VC2的1M带宽都可以得到保证。

本方法中，用专家系统确定BDmax的值，可以将专家的经验用于实际系统，且可以最大限度的使用系统资源。

根据专家的经验，虚电路的带宽在64K与256K之间且内存使用量小于内存总量的50％时，应为虚电路分配1个BD，依此类推，得到如下规则：

规则1：如果虚电路的带宽在64K与256K之间并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配1个BD。

规则2：如果虚电路的带宽在256K与512K之间并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配4个BD。

规则3：如果虚电路的带宽在512K与4M之间并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配16个BD。

规则4：如果虚电路的带宽在4M与32M之间并且内存使用量小于内存总量的50％则，为虚电路分配64个BD。

规则5：如果虚电路的带宽在4M与32M之间并且内存使用量大于内存总量的50％，则为虚电路分配16个BD。

规则6：如果虚电路的带宽在32M以上并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配128个BD。

规则7：如果虚电路的带宽在32M以上并且内存使用量大于内存总量的50％，则为虚电路分配64个BD。

将这些规则存储在知识库中，以供智能决策时使用。

根据系统的当前状态，将虚电路的带宽和内存使用量与知识库中的规则进行匹配，虚电路的BD数的取值为与其相匹配的规则所分配的BD数。

BDmax的具体取值需要通过测试手段得到，或根据专家的经验得到。BDmax的取值要满足以下条件：(1)要考虑到系统的限制，一方面要考虑到内存的使用量，另一方面要考虑硬件的限制。(2)要满足性能的要求，即不能因为BD数目太少而导致虚电路的性能达不到为其分配的带宽。(3)要使传输控制协议(以下简称TCP)流的性能达到最优。现实网络中的流量多为TCP流，由于TCP协议的慢启动机制与拥塞避免机制，BDmax值太大时，反而导致TCP流的性能下降。

本发明的一个实施例是：在高端路由器NetEngine05/08/16都采用本方法发送报文，用测试仪器对其进行测试，建立两条虚电路，分别为VC1和VC2，VC1的带宽为10M，VC2的带宽为1M，VC1的流量为20M，VC2的流量为1M。测试结果表明，VC1的实际带宽为10M，VC2的带宽为1M。因此，VC1和VC2的带宽都得到了严格保证。

与之相比，采用已有的方法，在同样的条件下进行测试，其结果如下：建立两条虚电路，分别为VC1和VC2，VC1的带宽为10M，VC2的带宽为0.8M，VC1的流量为20M，VC2的流量为1M。测试结果表明，VC1的实际带宽为10M，VC2的带宽为0.8M。由于VC1拥塞的影响，导致VC2的带宽达不到为其分配的1M，只有0.8M。

Claims

1、一种虚电路共用缓冲区描述链的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)根据虚电路的条数和带宽，将缓冲区描述BD链分成多个不同长度的虚拟BD链；

(2)为每条虚电路分配一个虚拟的BD链，每条虚电路保留两个计数，一个记录为该虚电路分配的BD链个数等于BDmax，一个记录虚电路已用的BD链个数BDused，BDused小于等于BDmax。

2、一种在虚电路发送报文时共用缓冲区描述链的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)根据虚电路的条数和带宽，将缓冲区描述链(BD链)分成多个不同长度的虚拟BD链；

(2)为每条虚电路分配一个虚拟的BD链，每条虚电路保留两个计数，一个记录为该虚电路分配的BD链个数等于BDmax，一个记录虚电路已用的BD链个数BDused，BDused小于等于BDmax；

(3)发送报文时，首先判断BDused是否小于BDmax，若BDused小于BDmax，则进行发送，并将BDused的值加1，发送完成后将BDused的值减1；

(4)若BDused等于BDmax，表明没有空余的BD，则将报文放入缓存中，等待发送，每发出一个已占用BD的滞留报文，BDused的值减1，直到BDused小于BDmax，表明有空余的BD，则发送缓存中的报文。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于其中所述的为虚电路分配BD个数的方法是：

如果虚电路的带宽在64K与256K之间并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配1个BD；

如果虚电路的带宽在256K与512K之间并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配4个BD；

如果虚电路的带宽在512K与4M之间并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配16个BD；

如果虚电路的带宽在4M与32M之间并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配64个BD；

如果虚电路的带宽在4M与32M之间并且内存使用量大于内存总量的50％，则为虚电路分配16个BD；

如果虚电路的带宽在32M以上并且内存使用量小于内存总量的50％，则为虚电路分配128个BD；

如果虚电路的带宽在32M以上并且内存使用量大于内存总量的50％，则为虚电路分配64个BD。