CN1758623A - 一种在弹性分组环上判断过环流量超限的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在弹性分组环上判断过环流量超限的方法，通过在检测点上设置一个令牌桶，令牌桶内的令牌根据公平速率周期增加，根据检测到的阻塞点的过环包的包长动态减少，通过令牌桶内的令牌与预设的阈值进行比较来判断当前通过阻塞点的过环流量是否超限。采用本发明所述的方法，利用令牌桶的空满来判断通过阻塞点的过环流量是否超过阻塞点发布的公平速率，避免因低通滤波造成的细节丢失，提高了判断的准确性，从而使阻塞域的划分更准确，保证了带宽的充分利用和RPR环的公平性。

Description

一种在弹性分组环上判断过环流量超限的方法
技术领域
本发明涉及弹性分组环(RPR：Resilient Packet Ring)，特别涉及弹性分组环上判断通过阻塞点的过环流量是否超过阻塞点发布的公平速率的方法。
背景技术
弹性分组环(RPR)技术于2000年提出，是一种在环形结构上优化数据业务传送的新型MAC层协议，它利用环结构的优点，通过MAC层的支撑协议解决带宽共享、保护、QOS保证等分组业务传输中的问题，由于其中、低优先级业务带宽受内部算法控制，具有自动调整的特性，因此称为弹性分组环。
RPR MAC能够适应多种物理层，可有效地传送数据、话音、图像等多种业务类型。它融合了以太网技术的经济性、灵活性、可扩展性等特点，同时吸收了SDH环网的50ms快速保护的优点，并具有网络拓扑自动发现、环路带宽共享、公平分配、严格的业务分类(COS)等技术优势，目标是在不降低网络性能和可靠性的前提下提供更加经济有效的城域网解决方案。
RPR的一个重要特点是通过公平算法，可以在各节点之间公平分配带宽，并充分利用线路带宽。公平算法基于对阻塞点的检测和阻塞点带宽的分配。在RPR环上，过环业务的优先级高于本地的上环业务，如果一个节点的公平算法允许本地业务上环，但因过环业务过多占用带宽导致本地业务不能上环，那么这个节点就进入阻塞状态，称为阻塞点。阻塞点将按照本点阻塞的情况向上游节点发送一个速率指示，要求上游节点按这个速率发送过环业务，以解除本点的阻塞状态，这个速率称为公平速率。RPR环上的节点周期性地向环上其它节点发送固定格式的帧，指出当前环上的阻塞情况和允许各点发送流量，称为公平帧；发送公平帧的周期称为公平周期。公平帧中包括了当前阻塞点的地址、当前阻塞点距本点的距离、阻塞点发布的公平速率等信息。
根据各节点的阻塞情况和业务流量，一个RPR环可分为多个区域，在不同的区域上有不同的公平速率，从而达到充分利用环路带宽的效果，这样的一个区域称为阻塞域。如图1中所示，S6节点发生阻塞后，发送公平速率10给上游节点；节点S5调整本点的上环业务流量为10，而且检测到由上游节点发送经本点通过S6的流量为(10+4+3+2)＝19，大于阻塞点S6发布的公平速率，于是S5向S4转发公平速率10；S4调整本点的上环业务流量为10，而且检测到上游节点发送来通过本点到达S6的流量为(2+3+4)＜10，小于阻塞点S6发布的公平速率，而且S4不阻塞，所以不再转发公平速率10，而向上游发送FULL_RATE。这样S6-S4成为一个阻塞域，其中S6是阻塞域的头，S4是阻塞域的尾。阻塞域划分的详细规则可参见RPR技术标准《IEEE Draft P802.17 D3.3》。
从上面的描述可看到，通过划分阻塞域，使那些与造成S6阻塞的业务无关的节点不受S6发布的公平速率控制，可以充分利用带宽。为划分阻塞域，RPR节点必须判断通过阻塞点的过环流量是否大于阻塞点发布的公平速率。由于RPR环承载的是数据业务，具有业务突发的特点，在短时间内业务是按线速发送的，所以无法直接用瞬时业务流量与公平速率进行比较。通常采用的方法是对阻塞点发布的公平速率和通过阻塞点的过环流量进行低通滤波，比较低通滤波后的值，详细描述可参考RPR技术标准《IEEE Draft P802.17 D3.3》。但低通滤波过滤掉大量的细节，造成判断的精度大大降低。特别在两者比较接近的情况下，容易发生误判，从而造成阻塞域的错误划分，从而可能导致两种后果，一种是将阻塞域继续向后延伸，造成带宽的浪费；一种是提前结束阻塞域，使后面的节点业务不受控制，造成阻塞点的阻塞状态无法结束，从而破坏了RPR环的公平性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术中对阻塞点过环流量判断精度不高、容易误判的缺点，提出一种在弹性分组环上采用令牌桶判断过环流量超限的方法。
一种在弹性分组环上判断过环流量超限的方法，包括下列步骤：
步骤一、在检测点创建一个令牌桶，用于存放令牌；
步骤二、判断是否到达了一个公平周期，如果是则继续，否则执行步骤十一；
步骤三、判断阻塞点与检测点之间的距离是否发生变化，如果是则继续，否则执行步骤五；
步骤四、清空令牌桶中的令牌；
步骤五、判断令牌桶中的令牌是否小于预先设定的阈值，如果是则继续，否则执行步骤七；
步骤六、当前通过阻塞点的过环流量大于等于当前的公平速率，设置过环流量超限标志；执行步骤八；
步骤七、当前通过阻塞点的过环流量小于当前的公平速率，清除过环流量超限标志；
步骤八、按阻塞点发布的公平速率增加令牌桶内的令牌数；
步骤九、判断令牌桶是否上溢，如果是则继续，否则返回执行步骤二；
步骤十、将令牌桶内的令牌数置为“阈值+一个公平周期内线路最大发送字节数”；返回执行步骤二；
步骤十一、判断是否检测到一个通过阻塞点的过环包，如果是则继续，否则返回执行步骤二；
步骤十二、按照检测到的包长减少令牌桶内的令牌数；
步骤十三、判断令牌桶是否下溢，如果是则清空令牌桶中的令牌后返回执行步骤二；否则直接返回执行步骤二。
采用本发明所述的方法，利用令牌桶的空满来判断通过阻塞点的过环流量是否超过阻塞点发布的公平速率，避免因低通滤波造成的细节丢失，提高了判断的准确性，从而使阻塞域的划分更准确，保证了带宽的充分利用和RPR环的公平性。
附图说明
图1是弹性分组环上划分阻塞域的示意图；
图2是本发明提出的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的实施过程。
图1已经在背景技术中进行过说明。
图2是本发明提出的方法的流程图。如图2所示，结合具体实施例，本发明提出的方法包括下列步骤：
第一步：在检测点建立一个令牌桶，用于存放令牌。本发明中所述的令牌桶(token bucket)的定义符合ietf rfc3290中对令牌桶的描述与定义。在本发明的一个实施例中，令牌桶使用15位的计数器实现，计数器的值代表令牌数，每个令牌对应一个字节，检测点在RPR环线路处。
第二步：是否到达了一个公平周期？在本例中，一个公平周期是100微秒。如果是转入第三步。否则转入第十一步。
第三步：阻塞点距检测点的距离是否发生变化？在本例中，阻塞点的距离可以用接收到的公平包中携带的TTL表示，如果本次接受到的公平包中的TTL与上次不同，认为阻塞点发生变化。如果是转入第四步，否则转入第五步。
第四步：将令牌桶中的令牌清空，即将计数器清零，本步骤是为了避免因阻塞点改变造成错误的判断。
第五步：用令牌桶中的令牌数与预先设定的阈值进行比较，本例中阈值设定为0x2000，如果令牌数低于阈值转入第六步，否则转入第七步。阈值的设定与线路带宽相关，可以设定为略大于线路带宽。
第六步：判断当前通过阻塞点的过环流量大于等于当前的公平速率，设置过环流量超限标志。完成后转入第八步。
第七步：判断当前通过阻塞点的过环流量小于当前公平速率，清除过环流量超限标志。
第八步：令牌桶内的令牌增加一次，增加值为当前收到的公平速率。
第九步：令牌桶发生上溢？即作加法时计数器是否溢出。如果是，转入第十步，否则转入第二步。
第十步：将令牌数降低到(阈值+一个公平周期内线路最大发送字节数)。在本例中，阈值为0x2000，一个公平周期内线路最大发送字节数为0x1D40。本步骤是为了提高对新增业务的响应速度。完成后转入第二步。
第十一步：检测到一个通过阻塞点的过环包？如果是，转第十二步，否则转第二步。
第十二步：根据包长减少令牌桶中令牌数。在本例中，直接用计数器的值减去包的字节数。完成后转入第十三步。
第十三步：令牌桶发生下溢？即作减法时计数器是否溢出。如果是，转第十四步。否则转第二步。
第十四步：将令牌桶中的令牌清空，即将计数器清零。转入第二步。

Claims (5)

1、一种在弹性分组环上判断过环流量超限的方法，其特征在于包括下列步骤：
步骤一、在检测点创建一个令牌桶，用于存放令牌；
步骤二、判断是否到达了一个公平周期，如果是则继续，否则执行步骤十一；
步骤三、判断阻塞点与检测点之间的距离是否发生变化，如果是则继续，否则执行步骤五；
步骤四、清空令牌桶中的令牌；
步骤五、判断令牌桶中的令牌是否小于预先设定的阈值，如果是则继续，否则执行步骤七；
步骤六、当前通过阻塞点的过环流量大于等于当前的公平速率，设置过环流量超限标志；执行步骤八；
步骤七、当前通过阻塞点的过环流量小于当前的公平速率，清除过环流量超限标志；
步骤八、按阻塞点发布的公平速率增加令牌桶内的令牌数；
步骤九、判断令牌桶是否上溢，如果是则继续，否则返回执行步骤二；
步骤十、将令牌桶内的令牌数置为“阈值+一个公平周期内线路最大发送字节数”；返回执行步骤二；
步骤十一、判断是否检测到一个通过阻塞点的过环包，如果是则继续，否则返回执行步骤二；
步骤十二、按照检测到的包长减少令牌桶内的令牌数；
步骤十三、判断令牌桶是否下溢，如果是则清空令牌桶中的令牌后返回执行步骤二；否则直接返回执行步骤二。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中的检测点在弹性分组环线路处。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中的令牌桶用计数器实现，计数器的值代表令牌数，每个令牌对应一个字节。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤三中检测点到阻塞点的距离可以用接收到的公平包中携带的TTL表示。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤五中预先设定的阈值设定为略大于线路带宽。
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