CN1260915C - 一种城域网传输设备的流量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城域网传输设备的流量控制方法，在接收端数据传输设备数据传输端口发生拥塞时，向发送端传输设备反馈以太网流控帧，进行数据传输端口流量控制；在数据传输端口的单板发生拥塞时，向数据传输端口的报文转发模块反馈单板级流控帧，进行单板流量控制；在单板的逻辑子通道发生拥塞时，向数据传输端口的报文转发模块反馈逻辑子通道级流控帧，进行逻辑子通道流量控制；本发明扩展实现了城域网传输设备的流量控制策略，使城域网的流量控制策略更加完善，满足了复杂的以太网城域传输设备的流量控制业务需求。

Description

一种城域网传输设备的流量控制方法
技术领域
本发明涉及数据传输领域，具体地说，涉及城域网传输设备的流量控制方法。
背景技术
在基于同步数字体系(SDH)的城域网设备中，用户的数据要映射到SDH上进行传输，当对端设备发送的数据量超过本端设备的处理能力时，就会发生拥塞，则需要进行流量控制。
目前，城域网传输设备中，流量控制大都是采用IEEE标准中所定义的基于数据传输端口的以太网流控机制。当数据传输端口缓冲区数据超过规定的高限阈值时，数据传输端口向对端设备发送标准的802.3x流控帧，对端设备依据流控帧携带的流控时间决定是否结束流控状态。流控时间结束后，又可以发送数据。
802.3x标准的流量控制是IEEE标准的协议，协议成熟，易于实现，但由于该标准的流量控制依据流控帧携带的流量控制时间来判断是否结束流量控制状态，因此实时性差。另一方面，802.3x标准的流量控制是基于以太网数据传输端口的流量控制，对于以太网城域传输设备中传输单板、映射通道的流量控制无法实现，随着城域网传输单板和逻辑子通道数的增加，单板或逻辑子通道发生拥塞的几率也增加，在单板或逻辑子通道发生拥塞时，数据传输端口不会暂停向单板和逻辑子通道发送数据，从而造成单板或映射通道崩溃，无法满足复杂的以太网城域传输设备的流量控制业务需求。
发明内容
本发明提供一种城域网传输设备流量控制的方法，以在传统的以太网数据传输端口流量控制的基础上，扩展实现板级和逻辑子通道级的流量控制，使以太网城域传输设备的流量控制更加完善。
本发明通过以下具体方案实现：
一种城域网传输设备的流量控制方法，其特征在于包括以下步骤：
判断出接收端传输设备的数据传输端口发生拥塞时，则由报文转发模块向发送端传输设备反馈以太网流控帧，发送端传输设备接收到以太网流控帧后，暂停发送报文；判断数据传输端口拥塞是否结束，如果是，则发送端传输设备继续发送报文，否则由报文转发模块继续向发送端传输设备反馈以太网流控帧，形成数据传输端口流量控制；
判断出数据传输端口的单板发生拥塞时，则由单板映射模块向报文转发模块反馈板级流控帧，报文转发模块接收到该板级流控帧后，暂停向单板发送报文；判断数据传输端口的单板拥塞是否结束，如果是，则报文转发模块继续向单板发送报文，否则由单板映射模块继续向报文转发模块反馈板级流控帧，形成单板流量控制；
判断出单板的逻辑子通道是否发生拥塞时，则由逻辑子通道映射模块将逻辑子通道级流控帧经单板映射模块转发至报文转发模块，报文转发模块接收到该逻辑子通道级流控帧后，暂停向逻辑子通道发送报文；判断单板的逻辑子通道拥塞是否结束，如果是，则报文转发模块继续向逻辑子通道发送报文，否则由逻辑子通道映射模块继续向报文转发模块反馈逻辑子通道级流控帧，形成逻辑子通道流量控制。
其中，所述判断出接收端传输设备的数据传输端口发生拥塞包括：判断数据传输端口缓冲区的报文数是否超过预定的高限阈值，如果是则判定为拥塞；所述判断数据传输端口拥塞是否结束包括：由报文转发模块判断数据传输端口缓冲区的报文数是否低于预定的低限阈值，或者由发送端传输设备判断以太网流控帧中的流量控制时间是否结束；所述以太网流控帧由报文转发模块接收到数据传输端口缓冲区产生的反压信号后生成。
其次，所述判断出数据传输端口的单板发生拥塞包括：判断单板缓冲压的报文数是否超过预定的高限阈值，如果是则判定为拥塞；所述判断数据传输端口的单板拥塞是否结束包括：判断单板缓冲区的报文数是否低于预定的低限阈值；所述板级流控帧由单板映射模块接收到单板缓冲区产生的反压信号后生成。
另，所述判断出单板的逻辑子通道发生拥塞包括：判断逻辑子通道缓冲区的报文数是否超过预定的高限阈值，如果是则判定为拥塞；所述判断单板的逻辑子通道拥塞是否结束包括：判断逻辑子通道缓冲区的报文数是否低于预定的低限阈值。
所述逻辑子通道映射模块将逻辑子通道级流控帧经单板映射模块转发至报文转发模块包括：逻辑子通道缓冲区产生反压信号，逻辑子通道映射模块接收该反压信号生成逻辑子通道级流控帧，并经单板映射模块透传至报文转发模块；
所述逻辑子通道映射模块将逻辑子通道级流控帧经单板映射模块转发至报文转发模块还可包括：逻辑子通道缓冲区产生反压信号，逻辑子通道映射模块接收该反压信号生成逻辑子通道级流控帧，单板映射模块将逻辑子通道级流控帧与板级流控帧合并，将合并后的板级流控帧反馈至报文转发模块，所述合并后的板级流控帧与单板映射模块向报文转发模块反馈的所述板级流控帧相同。
较佳地，所述的板级流控帧或逻辑子通道级流控帧为携带流量控制信息的正常数据报文，或者为携带流量控制信息的空帧。
较佳地，设置所述的板级流控帧或逻辑子通道级流控帧携带所有单板的流量控制信息。
较佳地，设置所述板级流控帧至少依次包含帧头、单板号、逻辑子通道号、流量控制信息、净荷以及帧尾，其中，流量控制信息至少包含15比特单板拥塞信息标志以及1比特帧类型标志，单板号为4比特，所述逻辑子通道号为8比特。
较佳地，设置所述逻辑子通道级流控帧至少依次包含帧头、单板号、逻辑子通道号、流量控制信息、净荷以及帧尾，其中，流量控制信息至少包含14比特单板拥塞信息标志、1比特当前通道拥塞信息标志以及1比特帧类型标志，单板号为4比特，所述逻辑子通道号为8比特。
本发明利用硬件的反压机制和自定义流控帧相结合的方法，通过采用正常数据报文携带流量控制信息或者构建携带流量控制信息的空帧的方式，在单板和逻辑子通道进行流量控制，扩展实现了城域网传输设备的流量控制策略，使城域网的流量控制策略更加完善，满足了复杂的以太网城域传输设备的流量控制业务需求，并具有硬件电路简单、软件流量控制灵活、易于升级等诸多优点，与单纯的硬件实现相比可以极大的降低成本，提高了设备的可维护性，拥塞控制实时性更好。
附图说明
图1为本发明的总体技术方案示意图；
图2为802.3x流控帧格式；
图3为流量控制操作发送状态示意图；
图4为板级流量控制示意图；
图5a为数据传输端口接收的报文格式，图5b为报文转发模块进行查表转发的报文格式，图5c为板级流控帧格式；
图6为逻辑子通道流量控制示意图；
图7为逻辑子通道流控帧格式。
具体实施方式
本发明根据城域网传输设备的特点，提出基于“数据传输端口级流量控制+板级流量控制+通道级流量控制”的流量控制方法。
参见图1本发明总体技术方案示意图。图中，粗实线为表示数据流的传输，细实线表示流控帧的传输。通常，一个数据传输端口下连有多个单板，一个单板上有多个逻辑子通道。
在城域网传输设备中，来自FE/GE(电口/光口)数据传输端口的报文转发到逻辑子通道需经过以下过程：首先，报文转发模块40将接收到的报文缓存于数据传输端口缓存区41中，并根据查表结果，在报文中增加单板号、通道号信息，再将数据报文转发到单板映射模块42；接着，单板映射模块42将来自报文转发模块40的报文缓存于单板缓存区43中，再转发报文到相应的传输单板，完成基于板号的报文转发；最后，逻辑子通道映射模块44将来自单板的报文缓存于逻辑子通道缓存区45中，再转发报文到相应的逻辑子通道，完成基于逻辑子通道号的报文转发。
当数据传输端口发送报文的流量超过报文转发模块40的处理时，导致数据传输端口缓冲区41中的当前报文数超过预定的高限阈值，数据传输端口缓冲区41产生反压信号值为1的XON/OFF信号，报文转发模块40检测到该反压信号，产生一个标准的802.3x流控帧发送到当前的数据传输端口，数据传输端口将该流控帧发送到对端设备，对端设备接收到802.3x流控帧后暂停向本端设备发送数据报文，而本端设备收到对端发来的流控帧时也暂停向对端发送数据报文，以进行流量控制，防止拥塞发生，形成基于数据传输端口的流量控制。
参见图2所示，上述802.3x流控帧格式包括MAC目的地址、MAC源地址、类型域、Opcode、流量控制时间和报文长度，其中，MAC目的地址固定为0180c2000001，MAC源地址在接收时不关心，发送时设置为000000000000，类型域固定为0x0001，流量控制时间可由用户自己设置。
参见图3所示，图3为流量控制操作发送状态示意图。当对端设备接收到802.3x流控帧时，对端设备从非流量控制状态变为流量控制状态，依据802.3x流控帧中的流量控制时间，判断是否应结束流量控制状态，若流量控制时间结束，则发送数据报文，若流量控制时间未结束，则发送控制帧。接收流控帧操作不影响当前数据报文的发送，以保证在流量控制处理过程中没有数据报文丢失。
当报文转发到单板映射模块42后，如果单板缓冲区43中当前报文数超过预定的阈值，单板缓冲区产生硬件反压信号XON/OFF，单板映射模块42产生板级流控帧，该流控帧反馈给报文转发模块40，报文转发模块40接收到该板级流控帧，停止向该传输单板发送报文，当单板缓冲区43中的报文低于规定的低限阈值时，或者，以太网流控帧中的流控时间结束时，单板缓冲区43产生反压信号值为0的XON/OFF信号，该信号送至单板映射模块42，停止执行流量控制，形成基于板级的流量控制。同时，若数据传输端口缓冲区41产生反压信号，使得报文转发模块向对端设备发送802.3x流控帧，形成数据传输端口流量控制，从而实现了“数据传输端口级流量控制+板级流量控制”。
当报文转发到逻辑子通道映射模块44，如果逻辑子通道缓冲区45中基于当前报文数超过预定的阈值，逻辑子通道缓冲区45产生反压信号XON/OFF，逻辑子通道映射模块44接收到该反压信号后产生通道级流控帧，该通道级流控帧反馈给单板映射模块42，单板映射模块42再透传到报文转发模块40，报文转发模块40接收到该通道流控帧后停止发送报文，当逻辑子通道缓冲区45中的报文低于规定的低限阈值时，逻辑子通道缓冲区45产生反压信号值为0的XON/OFF信号，该信号送至逻辑子通道映射模块44，停止执行流量控制，形成通道级流量控制。同时，若数据传输端口缓冲区产生反压信号，使得报文转发模块向对端设备发送802.3x流控帧，形成数据传输端口流量控制，从而实现了“数据传输端口级流量控制+通道级流量控制”。进一步地，如果单板缓冲区产生反压信号，使得单板映射模块42产生板级流控帧，单板映射模块将板级流控帧和逻辑子通道级流控帧合并，再向报文转发模块40发送合并后的板级流控帧，形成板级流量控制，从而实现了“数据传输端口级流量控制+板级流量控制+通道级流量控制”的流量控制。
下面进一步结合板级流控帧和逻辑子通道级流控帧，详细说明板级流量控制和通道级流量控制的实现方法。
同时参见图1、图4所示，图4中粗实线表示数据流的传输，细实线表示流控帧的传输。报文转发模块40接收到来自FE/GE数据传输端口的报文，根据当前传输业务的要求，按照数据传输端口、用户、VLAN或者报文本身进行转发。其中，数据传输端口报文格式如图5a所示，由帧头(SOF)、净荷(PAYLOAD)、帧尾(EOF)组成。为了使报文顺利地转发到相应的逻辑子通道中，把查表获得的板号、通道号插入在报文中，形成查表转发报文，该报文转发到下一级。查表转发报文如图5b所示，该报文在数据传输端口报文基础上，在帧头和净荷之间进一步包括4比特的板号、8比特的通道号以及16比特的保留字(Rev)。当发送到单板缓冲区43中报文数超过预定的阈值时，发生拥塞，产生反压信号XON/OFF，单板映射模块产生板级流控帧反馈至报文转发模块40，板级流控帧如图5c所示，该帧结构在查表转发报文的基础上，将查表转发报文中16比特的保留字设置为16比特的流量控制信息，该流量控制信息包括15比特的单板拥塞信息标志A0～A14和1比特的帧类型标志B，A0～A14每位代表各个单板的拥塞情况，可反映15快单板，值为0表示无拥塞，值为1表示有拥塞；B代表当前帧是否为一个只携带流量控制信息的空帧，值为0为正常数据报文，值为1为只携带流量控制信息的空帧。由于流量控制信息中有帧类型标志，因此可以有两种方式传递发生拥塞信息，一种是B＝1时，构建的携带流量控制信息的空帧；一种是B＝0时，在正常的数据报文中携带流量控制信息。为了有效利用带宽，上述两种方式都使用，当拥塞发生且传输单板有数据报文转发到FE/GE数据传输端口时，使用正常的数据报文中携带流量控制信息，当拥塞发生且没有数据报文转发到FE/GE数据传输端口时，构建携带流量控制信息的空帧。而且为了使板级流量控制实时性更好，使每一个报文都携带所有单板的流量控制信息。
参见图6所示，与板级流量控制相似，当逻辑子通道缓冲区45中报文数超过预定的阈值时，发生拥塞，产生反压信号XON/OFF，逻辑子通道映射模块产生通道级流控帧反馈至报文转发模块40。由于逻辑子通道较多，不可能在流量控制信息中表示所有通道的拥塞状态，因此只在流量控制信息中添加表征当前通道的拥塞状况的标志，同时兼容传输单板的拥塞状况。帧格式如图7所示，通道级流控帧包括帧头、4比特的板号信息、8比特的通道号信息、16比特的流量控制信息、净荷以及帧尾，其中，流量控制信息包括14比特的单板拥塞信息标志A0～A13、1比特的当前通道拥塞信息标志C以及1比特的帧类型标志B，与板级流控帧中的流量控制信息相似，A0～A13每位代表各个单板的拥塞情况，可反映14个单板，B代表当前帧是否为一个只携带流量控制信息的空帧，C代表由板号和通道号所决定的通道是否拥塞。
上述板级流量控制或通道级流量控制通道级流量控制都是基于硬件反压基础上，在报文中增加流量控制信息或者构建携带流量控制信息的空帧，对拥塞的传输单板或逻辑子通道实施流量控制。再通过基于数据传输端口级的流量控制，把标准的802.3x的流控帧反馈到上一级设备，实现了板级或通道级流量控制。

Claims (10)

1、一种城域网传输设备的流量控制方法，其特征在于包括以下步骤：
判断出接收端传输设备的数据传输端口发生拥塞时，则由报文转发模块向发送端传输设备反馈以太网流控帧，发送端传输设备接收到以太网流控帧后，暂停发送报文；判断数据传输端口拥塞是否结束，如果是，则发送端传输设备继续发送报文，否则由报文转发模块继续向发送端传输设备反馈以太网流控帧，形成数据传输端口流量控制；
判断出所述数据传输端口的单板发生拥塞时，则由单板映射模块向报文转发模块反馈板级流控帧，报文转发模块接收到该板级流控帧后，暂停向单板发送报文；判断数据传输端口的单板拥塞是否结束，如果是，则报文转发模块继续向单板发送报文，否则由单板映射模块继续向报文转发模块反馈板级流控帧，形成单板流量控制；
判断出单板的逻辑子通道发生拥塞时，则由逻辑子通道映射模块将逻辑子通道级流控帧经单板映射模块转发至报文转发模块，报文转发模块接收到该逻辑子通道级流控帧后，暂停向逻辑子通道发送报文；判断单板的逻辑子通道拥塞是否结束，如果是，则报文转发模块继续向逻辑子通道发送报文，否则由逻辑子通道映射模块继续向报文转发模块反馈逻辑子通道级流控帧，形成逻辑子通道流量控制。
2、根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，
所述判断出接收端传输设备的数据传输端口发生拥塞包括：判断数据传输端口缓冲区的报文数是否超过预定的高限阈值，如果是则判定为拥塞；
所述判断数据传输端口拥塞是否结束包括：由报文转发模块判断数据传输端口缓冲区的报文数是否低于预定的低限阈值，或者由发送端传输设备判断以太网流控帧中的流量控制时间是否结束；
所述以太网流控帧由报文转发模块接收到数据传输端口缓冲区产生的反压信号后生成。
3、根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，
所述判断出数据传输端口的单板发生拥塞包括：判断单板缓冲区的报文数是否超过预定的高限阈值，如果是则判定为拥塞；
所述判断数据传输端口的单板拥塞是否结束包括：判断单板缓冲区的报文数是否低于预定的低限阈值；
所述板级流控帧由单板映射模块接收到单板缓冲区产生的反压信号后生成。
4、根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，
所述判断出单板的逻辑子通道发生拥塞包括：判断逻辑子通道缓冲区的报文数是否超过预定的高限阈值，如果是则判定为拥塞；
所述判断单板的逻辑子通道拥塞是否结束包括：判断逻辑子通道缓冲区的报文数是否低于预定的低限阈值。
5、根据权利要求1或4所述的流量控制方法，其特征在于，所述逻辑子通道映射模块将逻辑子通道级流控帧经单板映射模块转发至报文转发模块包括：逻辑子通道缓冲区产生反压信号，逻辑子通道映射模块接收该反压信号生成逻辑子通道级流控帧，并经单板映射模块透传至报文转发模块。
6、根据权利要求1或4所述的流量控制方法，其特征在于，所述逻辑子通道映射模块将逻辑子通道级流控帧经单板映射模块转发至报文转发模块包括：逻辑子通道缓冲区产生反压信号，逻辑子通道映射模块接收该反压信号生成逻辑子通道级流控帧，单板映射模块将逻辑子通道级流控帧与板级流控帧合并，将合并后的板级流控帧反馈至报文转发模块；其中合并后的板级流控帧与单板映射模块向报文转发模块反馈的所述板级流控帧相同。
7、根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，所述的板级流控帧或逻辑子通道级流控帧为携带流量控制信息的正常数据报文，或者为携带流量控制信息的空帧。
8、根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，设置所述的板级流控帧或逻辑子通道级流控帧携带所有单板的流量控制信息。
9、根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，设置所述板级流控帧至少依次包含帧头、单板号、逻辑子通道号、流量控制信息、净荷以及帧尾，其中，流量控制信息至少包含15比特单板拥塞信息标志以及1比特帧类型标志，单板号为4比特，所述逻辑子通道号为8比特。
10、根据权利要求1所述的流量控制方法，其特征在于，设置所述逻辑子通道级流控帧至少依次包含帧头、单板号、逻辑子通道号、流量控制信息、净荷以及帧尾，其中，流量控制信息至少包含14比特单板拥塞信息标志、1比特当前通道拥塞信息标志以及1比特帧类型标志，单板号为4比特，所述逻辑子通道号为8比特。
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